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本篇文章給大家分享的是有關使用Spring Boot如何實現對MongoDB進行整合，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。
MongoDB是什么？
MongoDB是一個NoSQL數據庫，是NoSQL中的一個分支：文檔數據庫。和傳統的關系型數據庫比如Oracle、SQLServer和MySQL等有很大的不同。傳統的關系型數據庫（RDBMS）已經成為數據庫的代名詞超過20多年了。對于大多數開發者來說，關系型數據庫是比較好理解的，表這種結構和SQL這種標準化查詢語言畢竟是很大一部分開發者已有的技能。那么為什么又搞出來了這個什么勞什子NoSQL，而且看上去NoSQL數據庫正在飛快的占領市場。
NoSQL的應用場景是什么？
假設說我們現在要構建一個論壇，用戶可以發布帖子（帖子內容包括文本、視頻、音頻和圖片等）。那么我們可以畫出一個下圖的表關系結構。
論壇的簡略ER圖
這種情況下我們想一下這樣一個帖子的結構怎么在頁面中顯示，如果我們希望顯示帖子的文字，以及關聯的圖片、音頻、視頻、用戶評論、贊和用戶的信息的話，我們需要關聯八個表取得自己想要的數據。如果我們有這樣的帖子列表，而且是隨著用戶的滾動動態加載，同時需要監聽是否有新內容的產生。這樣一個任務我們需要太多這種復雜的查詢了。
NoSQL解決這類問題的思路是，干脆拋棄傳統的表結構，你不是帖子有一個結構關系嗎，那我就直接存儲和傳輸一個這樣的數據給你，像下面那樣。
{
"id":"5894a12f-dae1-5ab0-5761-1371ba4f703e",
"title":"2017年的Spring發展方向",
"date":"2017-01-21",
"body":"這篇文章主要探討如何利用Spring Boot集成NoSQL",
"createdBy":User,
"images":["http://dev.local/myfirstimage.png","http://dev.local/mysecondimage.png"],
"videos":[
{"url":"http://dev.local/myfirstvideo.mp4", "title":"The first video"},
{"url":"http://dev.local/mysecondvideo.mp4", "title":"The second video"}
],
"audios":[
{"url":"http://dev.local/myfirstaudio.mp3", "title":"The first audio"},
{"url":"http://dev.local/mysecondaudio.mp3", "title":"The second audio"}
]
}NoSQL一般情況下是沒有Schema這個概念的，這也給開發帶來較大的自由度。因為在關系型數據庫中，一旦Schema確定，以后更改Schema，維護Schema是很麻煩的一件事。但反過來說Schema對于維護數據的完整性是非常必要的。
一般來說，如果你在做一個Web、物聯網等類型的項目，你應該考慮使用NoSQL。如果你要面對的是一個對數據的完整性、事務處理等有嚴格要求的環境（比如財務系統），你應該考慮關系型數據庫。
在Spring中集成MongoDB
在我們剛剛的項目中集成MongoDB簡單到令人發指，只有三個步驟：
在 build.gradle 中更改 compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-web') 為 compile("org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-rest")
在 Todo.java 中給 private String id; 之前加一個元數據修飾 @Id 以便讓Spring知道這個Id就是數據庫中的Id
新建一個如下的 TodoRepository.java
package dev.local.todo;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;
import org.springframework.data.rest.core.annotation.RepositoryRestResource;
@RepositoryRestResource(collectionResourceRel = "todo", path = "todo")
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
}
此時我們甚至不需要Controller了，所以暫時注釋掉 TodoController.java 中的代碼。然后我們 ./gradlew bootRun 啟動應用。訪問 http://localhost:8080/todo 我們會得到下面的的結果。
{
_embedded: {
todo: [ ]
},
_links: {
self: {
href: "http://localhost:8080/todo"
},
profile: {
href: "http://localhost:8080/profile/todo"
}
},
page: {
size: 20,
totalElements: 0,
totalPages: 0,
number: 0
}
}我勒個去，不光是有數據集的返回結果 todo: [ ] ，還附贈了一個links對象和page對象。如果你了解 Hypermedia 的概念，就會發現這是個符合 Hypermedia REST API返回的數據。
說兩句關于 MongoRepository<Todo, String> 這個接口，前一個參數類型是領域對象類型，后一個指定該領域對象的Id類型。
Hypermedia REST
簡單說兩句Hypermedia是什么。簡單來說它是可以讓客戶端清晰的知道自己可以做什么，而無需依賴服務器端指示你做什么。原理呢，也很簡單，通過返回的結果中包括不僅是數據本身，也包括指向相關資源的鏈接。拿上面的例子來說（雖然這種默認狀態生成的東西不是很有代表性）：links中有一個profiles，我們看看這個profile的鏈接 http://localhost:8080/profile/todo 執行的結果是什么：
{
"alps" : {
"version" : "1.0",
"descriptors" : [
{
"id" : "todo-representation",
"href" : "http://localhost:8080/profile/todo",
"descriptors" : [
{
"name" : "desc",
"type" : "SEMANTIC"
},
{
"name" : "completed",
"type" : "SEMANTIC"
}
]
},
{
"id" : "create-todo",
"name" : "todo",
"type" : "UNSAFE",
"rt" : "#todo-representation"
},
{
"id" : "get-todo",
"name" : "todo",
"type" : "SAFE",
"rt" : "#todo-representation",
"descriptors" : [
{
"name" : "page",
"doc" : {
"value" : "The page to return.",
"format" : "TEXT"
},
"type" : "SEMANTIC"
},
{
"name" : "size",
"doc" : {
"value" : "The size of the page to return.",
"format" : "TEXT"
},
"type" : "SEMANTIC"
},
{
"name" : "sort",
"doc" : {
"value" : "The sorting criteria to use to calculate the content of the page.",
"format" : "TEXT"
},
"type" : "SEMANTIC"
}
]
},
{
"id" : "patch-todo",
"name" : "todo",
"type" : "UNSAFE",
"rt" : "#todo-representation"
},
{
"id" : "update-todo",
"name" : "todo",
"type" : "IDEMPOTENT",
"rt" : "#todo-representation"
},
{
"id" : "delete-todo",
"name" : "todo",
"type" : "IDEMPOTENT",
"rt" : "#todo-representation"
},
{
"id" : "get-todo",
"name" : "todo",
"type" : "SAFE",
"rt" : "#todo-representation"
}
]
}
}這個對象雖然我們暫時不是完全的理解，但大致可以猜出來，這個是todo這個REST API的元數據描述，告訴我們這個API中定義了哪些操作和接受哪些參數等等。我們可以看到todo這個API有增刪改查等對應功能。
其實呢，Spring是使用了一個叫 ALPS （http://alps.io/spec/index.html） 的專門描述應用語義的數據格式。摘出下面這一小段來分析一下，這個描述了一個get方法，類型是 SAFE 表明這個操作不會對系統狀態產生影響（因為只是查詢），而且這個操作返回的結果格式定義在 todo-representation 中了。 todo-representation
{
"id" : "get-todo",
"name" : "todo",
"type" : "SAFE",
"rt" : "#todo-representation"
}還是不太理解？沒關系，我們再來做一個實驗，啟動 PostMan （不知道的同學，可以去Chrome應用商店中搜索下載）。我們用Postman構建一個POST請求：
用Postman構建一個POST請求添加一個Todo
執行后的結果如下，我們可以看到返回的links中包括了剛剛新增的Todo的link http://localhost:8080/todo/588a01abc5d0e23873d4c1b8 （ 588a01abc5d0e23873d4c1b8 就是數據庫自動為這個Todo生成的Id），這樣客戶端可以方便的知道指向剛剛生成的Todo的API鏈接。
執行添加Todo后的返回Json數據
再舉一個現實一些的例子，我們在開發一個“我的”頁面時，一般情況下除了取得我的某些信息之外，因為在這個頁面還會有一些可以鏈接到更具體信息的頁面鏈接。如果客戶端在取得比較概要信息的同時就得到這些詳情的鏈接，那么客戶端的開發就比較簡單了，而且也更靈活了。
其實這個描述中還告訴我們一些分頁的信息，比如每頁20條記錄(size: 20)、總共幾頁（totalPages：1）、總共多少個元素（totalElements: 1）、當前第幾頁（number: 0）。當然你也可以在發送API請求時，指定page、size或sort參數。比如 http://localhost:8080/todos?page=0&size=10 就是指定每頁10條，當前頁是第一頁（從0開始）。
魔法的背后
這么簡單就生成一個有數據庫支持的REST API，這件事看起來比較魔幻，但一般這么魔幻的事情總感覺不太托底，除非我們知道背后的原理是什么。首先再來回顧一下 TodoRepository 的代碼：
@RepositoryRestResource(collectionResourceRel = "todo", path = "todo")
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
}Spring是最早的幾個IoC（控制反轉或者叫DI）框架之一，所以最擅長的就是依賴的注入了。這里我們寫了一個Interface，可以猜到Spring一定是有一個這個接口的實現在運行時注入了進去。如果我們去 spring-data-mongodb 的源碼中看一下就知道是怎么回事了，這里只舉一個小例子，大家可以去看一下 SimpleMongoRepository.java （ 源碼鏈接 ），由于源碼太長，我只截取一部分：
public class SimpleMongoRepository<T, ID extends Serializable> implements MongoRepository<T, ID> {
private final MongoOperations mongoOperations;
private final MongoEntityInformation<T, ID> entityInformation;
/**
* Creates a new {@link SimpleMongoRepository} for the given {@link MongoEntityInformation} and {@link MongoTemplate}.
*
* @param metadata must not be {@literal null}.
* @param mongoOperations must not be {@literal null}.
*/
public SimpleMongoRepository(MongoEntityInformation<T, ID> metadata, MongoOperations mongoOperations) {
Assert.notNull(mongoOperations);
Assert.notNull(metadata);
this.entityInformation = metadata;
this.mongoOperations = mongoOperations;
}
/*
* (non-Javadoc)
* @see org.springframework.data.repository.CrudRepository#save(java.lang.Object)
*/
public <S extends T> S save(S entity) {
Assert.notNull(entity, "Entity must not be null!");
if (entityInformation.isNew(entity)) {
mongoOperations.insert(entity, entityInformation.getCollectionName());
} else {
mongoOperations.save(entity, entityInformation.getCollectionName());
}
return entity;
}
...
public T findOne(ID id) {
Assert.notNull(id, "The given id must not be null!");
return mongoOperations.findById(id, entityInformation.getJavaType(), entityInformation.getCollectionName());
}
private Query getIdQuery(Object id) {
return new Query(getIdCriteria(id));
}
private Criteria getIdCriteria(Object id) {
return where(entityInformation.getIdAttribute()).is(id);
}
...
}也就是說其實在運行時Spring將這個類或者其他具體接口的實現類注入了應用。這個類中有支持各種數據庫的操作。我了解到這步就覺得ok了，有興趣的同學可以繼續深入研究。
雖然不想在具體類上繼續研究，但我們還是應該多了解一些關于 MongoRepository 的東西。這個接口繼承了 PagingAndSortingRepository （定義了排序和分頁） 和 QueryByExampleExecutor。而 PagingAndSortingRepository 又繼承了 CrudRepository （定義了增刪改查等）。
第二個魔法就是 @RepositoryRestResource(collectionResourceRel = "todo", path = "todo") 這個元數據的修飾了，它直接對MongoDB中的集合（本例中的todo）映射到了一個REST URI（todo）。因此我們連Controller都沒寫就把API搞出來了，而且還是個Hypermedia REST。
其實呢，這個第二個魔法只在你需要變更映射路徑時需要。本例中如果我們不加 @RepositoryRestResource 這個修飾符的話，同樣也可以生成API，只不過其路徑按照默認的方式變成了 todoes ，大家可以試試把這個元數據修飾去掉，然后重啟服務，訪問 http://localhost:8080/todoes 看看。
說到這里，順便說一下REST的一些約定俗成的規矩。一般來說如果我們定義了一個領域對象 （比如我們這里的Todo），那么這個對象的集合（比如Todo的列表）可以使用這個對象的命名的復數方式定義其資源URL，也就是剛剛我們訪問的 http://localhost:8080/todoes，對于新增一個對象的操作也是這個URL，但Request的方法是POST。
而這個某個指定的對象（比如指定了某個ID的Todo）可以使用 todoes/:id 來訪問，比如本例中 http://localhost:8080/todoes/588a01abc5d0e23873d4c1b8。對于這個對象的修改和刪除使用的也是這個URL，只不過HTTP Request的方法變成了PUT（或者PATCH）和DELETE。
這個里面默認采用的這個命名 todoes 是根據英語的語法來的，一般來說復數是加s即可，但這個todo，是輔音+o結尾，所以采用的加es方式。 todo 其實并不是一個真正意義上的單詞，所以我認為更合理的命名方式應該是 todos。所以我們還是改成 @RepositoryRestResource(collectionResourceRel = "todos", path = "todos")
無招勝有招
剛才我們提到的都是開箱即用的一些方法，你可能會想，這些東西看上去很炫，但沒有毛用，實際開發過程中，我們要使用的肯定不是這么簡單的增刪改查啊。說的有道理，我們來試試看非默認方法。那么我們就來增加一個需求，我們可以通過查詢Todo的描述中的關鍵字來搜索符合的項目。
顯然這個查詢不是默認的操作，那么這個需求在Spring Boot中怎么實現呢？非常簡單，只需在 TodoRepository 中添加一個方法：
...
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
List<Todo> findByDescLike(@Param("desc") String desc);
}
太不可思議了，這樣就行？不信可以啟動服務后，在瀏覽器中輸入 http://localhost:8080/todos/search/findByDescLike?desc=swim 去看看結果。是的，我們甚至都沒有寫這個方法的實現就已經完成了該需求（題外話，其實 http://localhost:8080/todos?desc=swim 這個URL也起作用）。
你說這里肯定有鬼，我同意。那么我們試試把這個方法改個名字 findDescLike ，果然不好用了。為什么呢？這套神奇的療法的背后還是那個我們在第一篇時提到的 Convention over configuration，要神奇的療效就得遵循Spring的配方。這個配方就是方法的命名是有講究的：Spring提供了一套可以通過命名規則進行查詢構建的機制。這套機制會把方法名首先過濾一些關鍵字，比如 find…By, read…By, query…By, count…By 和 get…By 。系統會根據關鍵字將命名解析成2個子語句，第一個 By 是區分這兩個子語句的關鍵詞。這個 By 之前的子語句是查詢子語句（指明返回要查詢的對象），后面的部分是條件子語句。如果直接就是 findBy… 返回的就是定義Respository時指定的領域對象集合（本例中的Todo組成的集合）。
一般到這里，有的同學可能會問 find…By, read…By, query…By, get…By 到底有什么區別啊？答案是。。。木有區別，就是別名，從下面的定義可以看到這幾個東東其實生成的查詢是一樣的，這種讓你不用查文檔都可以寫對的方式也比較貼近目前流行的自然語言描述風格（類似各種DSL）。
private static final String QUERY_PATTERN = "find|read|get|query|stream";
剛剛我們實驗了模糊查詢，那如果要是精確查找怎么做呢，比如我們要篩選出已完成或未完成的Todo，也很簡單：
List<Todo> findByCompleted(@Param("completed") boolean completed);嵌套對象的查詢怎么搞？
看到這里你會問，這都是簡單類型，如果復雜類型怎么辦？嗯，好的，我們還是增加一個需求看一下：現在需求是要這個API是多用戶的，每個用戶看到的Todo都是他們自己創建的項目。我們新建一個User領域對象：
package dev.local.user;
import org.springframework.data.annotation.Id;
public class User {
@Id private String id;
private String username;
private String email;
//此處為節省篇幅省略屬性的getter和setter
}為了可以添加User數據，我們需要一個User的REST API，所以添加一個 UserRepository
package dev.local.user;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;
public interface UserRepository extends MongoRepository<User, String> {
}然后給 Todo 領域對象添加一個User屬性。
package dev.local.todo;
//省略import部分
public class Todo {
//省略其他部分
private User user;
public User getUser() {
return user;
}
public void setUser(User user) {
this.user = user;
}
}接下來就可以來把 TodoRepository 添加一個方法定義了，我們先實驗一個簡單點的，根據用戶的email來篩選出這個用戶的Todo列表：
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
List<Todo> findByUserEmail(@Param("userEmail") String userEmail);
}現在需要構造一些數據了，你可以通過剛剛我們建立的API使用Postman工具來構造：我們這里創建了2個用戶，以及一些Todo項目，分別屬于這兩個用戶，而且有部分項目的描述是一樣的。接下來就可以實驗一下了，我們在瀏覽器中輸入 http://localhost:8080/todos/search/findByUserEmail?userEmail=peng@gmail.com ，我們會發現返回的結果中只有這個用戶的Todo項目。
{
"_embedded" : {
"todos" : [ {
"desc" : "go swimming",
"completed" : false,
"user" : {
"username" : "peng",
"email" : "peng@gmail.com"
},
"_links" : {
"self" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908a92c5d0e2524e24545a"
},
"todo" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908a92c5d0e2524e24545a"
}
}
}, {
"desc" : "go for walk",
"completed" : false,
"user" : {
"username" : "peng",
"email" : "peng@gmail.com"
},
"_links" : {
"self" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908aa1c5d0e2524e24545b"
},
"todo" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908aa1c5d0e2524e24545b"
}
}
}, {
"desc" : "have lunch",
"completed" : false,
"user" : {
"username" : "peng",
"email" : "peng@gmail.com"
},
"_links" : {
"self" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908ab6c5d0e2524e24545c"
},
"todo" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908ab6c5d0e2524e24545c"
}
}
}, {
"desc" : "have dinner",
"completed" : false,
"user" : {
"username" : "peng",
"email" : "peng@gmail.com"
},
"_links" : {
"self" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908abdc5d0e2524e24545d"
},
"todo" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/58908abdc5d0e2524e24545d"
}
}
} ]
},
"_links" : {
"self" : {
"href" : "http://localhost:8080/todos/search/findByUserEmail?userEmail=peng@gmail.com"
}
}
}看到結果后我們來分析這個 findByUserEmail 是如何解析的：首先在 By 之后，解析器會按照 camel （每個單詞首字母大寫）的規則來分詞。那么第一個詞是 User，這個屬性在 Todo 中有沒有呢？有的，但是這個屬性是另一個對象類型，所以緊跟著這個詞的 Email 就要在 User 類中去查找是否有 Email 這個屬性。聰明如你，肯定會想到，那如果在 Todo 類中如果還有一個屬性叫 userEmail 怎么辦？是的，這種情況下 userEmail 會被優先匹配，此時請使用 _ 來顯性分詞處理這種混淆。也就是說如果我們的 Todo 類中同時有 user 和 userEmail 兩個屬性的情況下，我們如果想要指定的是 user 的 email ，那么需要寫成 findByUser_Email。
還有一個問題，我估計很多同學現在已經在想了，那就是我們的這個例子中并沒有使用 user 的 id，這不科學啊。是的，之所以沒有在上面使用 findByUserId 是因為要引出一個易錯的地方，下面我們來試試看，將 TodoRepository 的方法改成
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
List<Todo> findByUserId(@Param("userId") String userId);
}你如果打開瀏覽器輸入 http://localhost:8080/todos/search/findByUserId?userId=589089c3c5d0e2524e245458 (這里的Id請改成你自己mongodb中的user的id)，你會發現返回的結果是個空數組。原因是雖然我們在類中標識 id 為 String 類型，但對于這種數據庫自己生成維護的字段，它在MongoDB中的類型是ObjectId，所以在我們的接口定義的查詢函數中應該標識這個參數是 ObjectId。那么我們只需要改動 userId 的類型為 org.bson.types.ObjectId 即可。
package dev.local.todo;
import org.bson.types.ObjectId;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;
import org.springframework.data.repository.query.Param;
import org.springframework.data.rest.core.annotation.RepositoryRestResource;
import java.util.List;
@RepositoryRestResource(collectionResourceRel = "todos", path = "todos")
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
List<Todo> findByUserId(@Param("userId") ObjectId userId);
}再復雜一些行不行？
好吧，到現在我估計還有一大波攻城獅表示不服，實際開發中需要的查詢比上面的要復雜的多，再復雜一些怎么辦？還是用例子來說話吧，那么現在我們想要模糊搜索指定用戶的Todo中描述的關鍵字，返回匹配的集合。這個需求我們只需改動一行，這個以命名規則為基礎的查詢條件是可以加 And、Or 這種關聯多個條件的關鍵字的。
List<Todo> findByUserIdAndDescLike(@Param("userId") ObjectId userId, @Param("desc") String desc);當然，還有其他操作符：Between (值在兩者之間), LessThan (小于), GreaterThan （大于）, Like （包含）, IgnoreCase （b忽略大小寫）, AllIgnoreCase （對于多個參數全部忽略大小寫）, OrderBy （引導排序子語句）, Asc （升序，僅在 OrderBy 后有效） 和 Desc （降序，僅在 OrderBy 后有效）。
剛剛我們談到的都是對于查詢條件子語句的構建，其實在 By 之前，對于要查詢的對象也可以有限定的修飾詞 Distinct （去重，如有重復取一個值）。比如有可能返回的結果有重復的記錄，可以使用 findDistinctTodoByUserIdAndDescLike。
我可以直接寫查詢語句嗎？幾乎所有碼農都會問的問題。當然可以咯，也是同樣簡單，就是給方法加上一個元數據修飾符 @Query
public interface TodoRepository extends MongoRepository<Todo, String>{
@Query("{ 'user._id': ?0, 'desc': { '$regex': ?1} }")
List<Todo> searchTodos(@Param("userId") ObjectId userId, @Param("desc") String desc);
}采用這種方式我們就不用按照命名規則起方法名了，可以直接使用MongoDB的查詢進行。上面的例子中有幾個地方需要說明一下
?0 和 ?1 是參數的占位符，?0 表示第一個參數，也就是 userId；?1 表示第二個參數也就是 desc。
使用user._id 而不是 user.id 是因為所有被 @Id 修飾的屬性在Spring Data中都會被轉換成 _id
MongoDB中沒有關系型數據庫的Like關鍵字，需要以正則表達式的方式達成類似的功能。
以上就是使用Spring Boot如何實現對MongoDB進行整合，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。
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