Работа с базами данных. Часть I

Цель

Освоить приципы взаимодействия node.js и баз данных. Научиться выполняль простые операции по выборке данных и манипуляции данными.

Предварительные требования

Элементарные занния о реляционных и документных базах данных.

Основы MongoDB

MongoDB (от англ. humongous — огромный) —документоориентированнаясистема управления базами данных (СУБД) с открытым исходным кодом, не требующая описания схемы таблиц. MongoDB классифицирована как NoSQL. Она использует JSON-подобные документы и схему базы данных.

Запись в MongoDB это документ, структура данных, составленная из пар field: value (поле: значение). Документы MongoDB похожи на объекты JSON. Значения полей могут включать другие документы, массивы и массивы документов. Документы хронятся в коллекциях.

Преимущество использования документов:

• Документы (иначе говоря объекты) соответствуют родным типам данных во многих языках программирования
• Встроенные документы и массивы понижают необходимость тяжелых объединений данных
• Динамическая схема поддерживает свободный полиморфизм

Операции создания

Создание или вставка документов добавляет новые документы (documents) в коллекцию (collection). Если коллекция в данный момент не существует, операция вставки создаст ее.

MongoDB предоставляет следующие методы для вставки документов:

• db.collection.insertOne()
• db.collection.insertMany()

В MongoDB операция вставки осуществляется в одну коллекцию. Все операции записи в MongoDB атомарны (atomic) на уровне одного документа.

Операции чтения

Операции чтения получают документы из коллекций, иначе говоря запрашивают коллекции для получения документов. MongoDB предоставляет следующий метод для чтения документов:

• db.collection.find()

Можно определить фильтры (query filters or criteria) определяющие возвращаемый документ.

Операции обновления

Операции обновления изменяют существующий документ в коллекции. MongoDB предоставляет следующие методы для обновления документов

• db.collection.updateOne()
• db.collection.updateMany()
• db.collection.replaceOne()

В MongoDB операции обновления затрагивают одну коллекцию.

Можно задать критерии или фильтры для идентификации обновляемых документов. Фильтры имеют такой же синтаксис, как и для чтения документов.

Операции удаления

Операции удаления, как ни странно, удаляют документ из коллекции. MongoDB предоставляет следующие методы для удаления документов из коллекции:

• db.collection.deleteOne()
• db.collection.deleteMany()

В MongoDB операции удаления затрагивают одну коллекцию.

Можно задать критерии или фильтры для идентификации удаляемых документов. Фильтры имеют такой же синтаксис, как и для чтения документов.

Взаимодействие с Node.js

MongoDB взаимодействует Node.js с помощью так называемого драйвера. По сути это модуль, позволяющий содиниться с базой данных, передавать на нее команды и получать данные. Установить модуль можно с помощью npm:

npm install mongodb --save

Следующий пример показывает использование драйвера для создания и поиска документов:

const MongoClient = require('mongodb').MongoClient;

// Connection URL
const url = 'mongodb://localhost:27017';

// Database Name
const dbName = 'myproject';

const insertDocuments = function(db, callback) {
  // Get the documents collection
  const collection = db.collection('documents');
  // Insert some documents
  collection.insertMany([
    {a : 1}, {a : 2}, {a : 3}
  ], function(err, result) {
    console.log("Inserted 3 documents into the collection");
    callback(result);
  });
}

const findDocuments = function(db, callback) {
  // Get the documents collection
  const collection = db.collection('documents');
  // Find some documents
  collection.find({}).toArray(function(err, docs) {
    console.log("Found the following records");
    console.log(docs)
    callback(docs);
  });
}

// Use connect method to connect to the server
MongoClient.connect(url, function(err, client) {
  console.log("Connected successfully to server");

  const db = client.db(dbName);

  insertDocuments(db, function() {
    findDocuments(db, function() {
      client.close();
    });
  });
});

Подробнее о работе драйвера см. документацию

Основы работы с Mongoose

Прямая работа с данными MongoDB через драйвер представляется сложной для описания реальной бизнес-логики, поэтому существуют различные обертки, позволяющие приложению элегантно взаимодействовать с базой данных. Одна из таких оберток - модуль Mongoose.

Mongoose - библиотека для работы node.js приложения с базой данных MongoDB. Он обеспечивает краткое, основанное на схемах решение для моделирования данных приложений. Mongoose включает встроенное отражение типов данных, валидацию, построение запросов, привязку бизнес-логики и многое другое.

Установка:

$ npm install mongoose

Включение в проект и соединение с базой данных с testна локальном экземпляре MongoDB.

// getting-started.js
var mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://localhost/test');

Установка обработчиков успешного соединения с базой данных или ошибки:

var db = mongoose.connection;
db.on('error', console.error.bind(console, 'connection error:'));
db.once('open', function() {
  // we're connected!
});

Колбэк будет вызван как только соединение будет установлено. В Mongoose всё происходит от Схемы (Schema). Можно взять ссылку на схему и определить свою схему.

var kittySchema = mongoose.Schema({
  name: String
});

Мы получили схему с одним свойством name типа String. Следующий шаг - скомпилировать схему в модель (Model).

var Kitten = mongoose.model('Kitten', kittySchema);

Модель это класс с помощью которого мы конструируем документы. В нашем случае каждй документ будет Kitten со свойствами и поведением задекларированными в схеме. Создадим документ:

var silence = new Kitten({ name: 'Silence' });
console.log(silence.name); // 'Silence'

Добавим функциональность speak в наш документ:

// Метод должен быть добавлен в схему перед ее компиляцией в mongoose.model()
kittySchema.methods.speak = function () {
  var greeting = this.name
    ? "Meow name is " + this.name
    : "I don't have a name";
  console.log(greeting);
}

var Kitten = mongoose.model('Kitten', kittySchema); kittySchema);

Функции, добавленные в свойство methods property компилируются в прототип модели и становятся доступны в каждом экземпляре - документе.

var fluffy = new Kitten({ name: 'fluffy' });
fluffy.speak(); // "Meow name is fluffy"

Сохраним созданные документы в MongoDB. Каждый документ может быть добавлен в базу данных с помощью его метода save. Первый аргумент колбэка при этом - ошибка, в случае её возникновения.

  fluffy.save(function (err, fluffy) {
    if (err) return console.error(err);
    fluffy.speak();
  });

Получить доступ к сохраненным документам через модель:

Kitten.find(function (err, kittens) {
  if (err) return console.error(err);
  console.log(kittens);
})

Так мы вывели все модели в консоль. Если мы хотим отфильтровать документы, Mongoose поддерживает синтаксис запросов MongoDB (querying) .

Kitten.find({ name: /^fluff/ }, callback);

Практическое задание

1. Установить локальный экземпляр MongoDB
2. Создать коллекцию для хранения информации о постах и коментариях блога. Документы коментариев должны быть в свойстве поста - массиве документов.
3. Написать скрипт для создания, чтения, обновления и удаления постов и коментариев.
4. Сделать рефакторинг скрипта используя Mongoose

Глоссарий

Ссылки

1. http://www.bazhukov.net/little-mongodb-book/ - Краткий курс по MongoDB на русском языке
2. http://mongoosejs.com/docs/guide.html - Официальная документация по Mongoose
3. https://docs.mongodb.com/manual/- Официальное руководство по MongoDB