Poprzedni
Następny  

Bazy danych

Podstawy MongoDB

MongoDB jest systemem zarządzania nierelacyjnymi, dokumentowymi bazami danych.

W bazach dokumentowych dane przechowywane są w postaci tzw. dokumentów (ang. documents), które mogą być zapisane w formacie takim jak np. JSON lub XML. W systemie MongoDB wykorzystywany jest format zbliżony do JSON.

Dokumenty

Pojedynczy dokument w dokumentowej bazie danych odpowiada, z grubsza, pojedynczemu wierszowi tabeli w bazie relacyjnej. Dokumentami w bazach MongoDB rządzą następujące prawa:

  • Różne dokumenty (w ramach pojedynczej bazy) mogą mieć różną strukturę, a więc zawierać inny zestaw informacji – w przeciwieństwie do wierszy tabeli w bazie relacyjnej, które muszą się składać (w ramach pojedynczej tabeli) wszystkie z takich samych elementów.
  • Każdy dokument zawiera tylko te informacje, które chcemy, żeby zawierał, i żadnych więcej – w przeciwieństwie do wierszy tabeli w bazie relacyjnej, dla których z góry określony jest zestaw kolumn do wypełnienia.
  • Wszystkie dokumenty mogą być umieszczone w pojedynczej bazie danych „luzem”, tj. bez porządkowania ich w formie żadnych dodatkowych struktur. MongoDB umożliwia jednak grupowanie dokumentów w postaci tzw. kolekcji (ang. collections).
  • Gdy potrzebne jest kilka „egzemplarzy” danego rodzaju informacji (np. gdy ktoś ma dwa numery telefonu), można w ramach pojedynczego dokumentu stworzyć tablicę (ang. array).

Poniższa ilustracja prezentuje przykładową bazę danych MongoDB, zawierającą m.in. informacje o kilku zespołach muzycznych.

ilustracja przykładowej dokumentowej bazy danych

Można zwrócić uwagę, że:

  • Pojedyncza baza danych składa się z jednej lub więcej kolekcji, a każda kolekcja zawiera różne dokumenty.
  • Każdy z dokumentów, reprezentujących poszczególne zespoły, ma m.in. własności name oraz formed, ale poza tym każdy zawiera trochę inny zestaw informacji, zależny od instrumentarium zespołu. Skoro w zespole Fearless Flyers nie ma wokalisty, to w odpowiadającym mu dokumencie nie ma potrzeby uwzględniania własności vocal. Inaczej wyglądałaby sytuacja w relacyjnej bazie danych: gdyby w tabeli była kolumna vocal, to w każdym wierszu trzeba byłoby do niej przypisać jakąś wartość (w razie braku wokalisty mogłaby to być np. wartość NULL).
  • Fakt, że w zespole Fearless Flyers jest dwóch gitarzystów, odwzorowany jest w taki sposób, że do własności guitar przypisana jest dwuelementowa tablica.

Pojedyncza baza danych może przechowywać wiele różnych, nie powiązanych ze sobą kolekcji i dokumentów. Zaleca się jednak, żeby przynajmniej dla każdego odrębnego projektu programistycznego tworzyć osobną bazę danych.

Identyfikatory dokumentów

Każdy dokument w bazie MongoDB musi mieć własność _id, stanowiącą jego unikalny identyfikator. Do własności tej może być przypisana wartość dowolnego typu; domyślnie jest to 12-bajtowe tzw. ObjectId.

Jeśli własność _id nie jest jawnie podana przy tworzeniu dokumentu, to zostaje ona dodana automatycznie.

Oprogramowanie

Na stronie internetowej:

mongodb.com

można znaleźć instrukcje instalacji oprogramowania związanego z systemem MongoDB. W skład tego oprogramowania wchodzą m.in.:

  • MongoDB Community / Enterprise Server (mongod) – „serwer” MongoDB, czyli program, który musi być uruchomiony, aby dało się korzystać z systemu MongoDB;
  • MongoDB Shell (mongosh) – program obsługiwany w wierszu poleceń, umożliwiający wykonywanie operacji takich jak tworzenie baz danych, wypełnianie ich dokumentami itd.;
  • MongoDB Compass – aplikacja z graficznym interfejsem użytkownika, służąca do odczytywania, modyfikacji i analizy zawartości baz danych.

Ponadto, aby móc obsługiwać system MongoDB za pomocą tworzonej przez siebie aplikacji, należy ściągnąć sterownik (ang. driver) przeznaczony dla wybranego języka programowania lub środowiska. Obsługa MongoDB za pomocą Node.js jest omówiona w następnym podrozdziale.

Serwer MongoDB działa domyślnie na porcie 27017.

MongoDB Shell

Po uruchomieniu w wierszu poleceń programu mongosh można wykonywać np. następujące operacje:

  • połączenie z wybraną bazą danych;
> use [nazwa_bazy_danych];
> use music;
  • zapis nowego dokumentu;
> db.[nazwa_kolekcji].insertOne([dane w formacie JSON]);
> db.bands.insertOne({name: "Led Zeppelin", formed: 1968});
  • wyświetlenie wszystkich dokumentów w kolekcji;
> db.[nazwa_kolekcji].find();
  • wyświetlenie pojedynczego dokumentu o zadanych własnościach;
> db.[nazwa_kolekcji].findOne({[poszukiwane własności]});
> db.bands.findOne({formed: 1968});
  • usunięcie dokumentu o zadanych własnościach;
> db.[nazwa_kolekcji].deleteOne({[zadane własności]});
> db.bands.deleteOne({_id: ObjectId('66d85657cba0ae98f82710bd')});
  • zmiana zawartości dokumentu;
> db.[nazwa_kolekcji].updateOne({[własności modyfikowanego dokumentu]}, {$set: {[nowe własności]}});
> db.bands.updateOne({name: "Led Zeppelin"}, {$set: {vocal: "Robert Plant"}});
  • wyświetlenie listy baz danych;
> show dbs;
  • wyświetlenie listy kolekcji;
> show collections;
  • wczytanie i wykonanie instrukcji, zawartych w pliku .JS (w języku JavaScript).
> load([ścieżka pliku z kodem JavaScript]);
> load("scripts/prepare_db.js");

Szczegółowe informacje na temat obsługi programu MongoDB Shell można znaleźć w dokumentacji, dostępnej pod adresem:

mongodb.com/docs/mongodb-shell/

W systemie MongoDB (w przeciwieństwie np. do systemu MySQL) nie trzeba jawnie tworzyć bazy danych ani kolekcji – MongoDB zrobi to automatycznie przy ich pierwszym użyciu. Przykładowo, jeśli w momencie wywołania polecenia:

> use music

nie ma jeszcze bazy danych o nazwie music, to zostanie ona automatycznie utworzona.

Typy danych

W dokumentach MongoDB mogą być przechowywane dane tych samych typów, co w formacie JSON, czyli:

  • dane tekstowe (ang. string),
  • liczby,
  • wartości binarne (true / false),
  • wartość null,
  • tablice,
  • całe inne dokumenty,

a także inne, m.in. daty (new Date()).

Typu danych nie trzeba jawnie deklarować przy ich zapisie.

Dokumentacja MongoDB:
mongodb.com/docs

  Poprzedni
Następny