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原标题:嵌入文书档案的操作,增加和删除改文书档案上

浏览次数:83 时间:2019-09-14

目录

插入insert

  • 一、前言
    • (一) 运行环境
  • 二、前期准备工作
    • (一) 创建 MongoDBContext MongoDb操作上下文类
    • (二)创建测试类
    • (三) 创建测试代码
  • 三、内嵌数组增加元素操作
    • (一) Update.Set()方法 替换内嵌数组(不推荐使用)
    • (二)Update.Push()方法 直接将元素压入内嵌数组(推荐)
    • (三) Update.PushEach()方法 将多个元素压入内嵌数组(推荐)
  • 四、内嵌数组删除元素操作
    • (一) Update.Set()方法 替换内嵌数组(不推荐使用)
    • (二) Update.Pull()方法 Pull删除一个元素(推荐)
    • (三)Update.PullFilter()方法 删除过滤器删除元素(推荐)
  • 五、内嵌数组修改元素操作
    • (一) Update.Set() Set先查询后修改(不推荐)
    • (二) Update.Set() 配合过滤器修改(推荐)
  • 六、内嵌数组查找元素操作(Linq)
    • (一)Linq查询一条记录(推荐)
    • (二)Linq查询分页 (推荐)
  • 七、总结

单条插入

> db.foo.insert({"bar":"baz"})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

一、前言

本教程是入门基础教程,主要是笔者在项目中使用MongoDB .Net官方驱动对MongoDB内嵌文档的操作时遇到了很多不方便的情况,踩了很多的坑,所以单独整理出来一篇文章,来讲一讲笔者踩坑的过程。

笔者水平有限,如有错误还请批评指正!

批量插入

> db.foo.insert([{"_id":1},{"_id":2},{"_id":3}])
BulkWriteResult({
        "writeErrors" : [ ],
        "writeConcernErrors" : [ ],
        "nInserted" : 3,
        "nUpserted" : 0,
        "nMatched" : 0,
        "nModified" : 0,
        "nRemoved" : 0,
        "upserted" : [ ]
})
> db.foo.find()
{ "_id" : 1 }
{ "_id" : 2 }
{ "_id" : 3 }
> 

如果在执行批量插入的过程中有一个文档插入失败,那么在这个文档之前的所有文档都会插入成功,之后的所有全部失败。

> db.foo.insert([{"_id":10},{"_id":11},{"_id":10},{"_id":12}])
BulkWriteResult({
        "writeErrors" : [
                {
                        "index" : 2,
                        "code" : 11000,
                        "errmsg" : "E11000 duplicate key error collection: test.foo index: _id_ dup key: { : 10.0 }",
                        "op" : {
                                "_id" : 10
                        }
                }
        ],
        "writeConcernErrors" : [ ],
        "nInserted" : 2,
        "nUpserted" : 0,
        "nMatched" : 0,
        "nModified" : 0,
        "nRemoved" : 0,
        "upserted" : [ ]
})
> db.foo.find()
{ "_id" : 10 }
{ "_id" : 11 }
> 

(一) 运行环境

.net版本

.Net Framwork 4.6.2 x64

MongoDb数据库版本

MongoDb 3.6.2 x64

驱动版本

MongoDb Driver 2.5

笔者采用的MongoDB驱动是官方2.5版本驱动,大家可以通过下载GitHub源码自行编译,或者通过NuGet包管理工具安装。
GitHub地址:戳一戳查看、Link
NuGet地址:戳一戳查看、Link

本例源码已上传至Gitee

本例源码地址:戳一戳、Link

删除文档

二、前期准备工作

remove

remove函数接受一个查询文档作为参数。符合条件的文档才被删除。删除数据是永久性的,不能撤销,也不能恢复。

> db.foo.remove()
2016-12-15T19:50:31.721+0800 E QUERY    [thread1] Error: remove needs a query :
DBCollection.prototype._parseRemove@src/mongo/shell/collection.js:406:1
DBCollection.prototype.remove@src/mongo/shell/collection.js:433:18
@(shell):1:1

> db.foo.remove({"_id":10})
WriteResult({ "nRemoved" : 1 })
> db.foo.find()
{ "_id" : 11 }
> 

(一) 创建 MongoDBContext MongoDb操作上下文类

创建MongoDBContext操作上下文类,用于连接Mongodb数据库和管理Collection对象

using MongoDB.Bson;
using MongoDB.Driver;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Security.Authentication;
using System.Threading.Tasks;

namespace MongoDBEmbeddedOperation
{
    public class MongoDbContext
    {
        #region Fields
        /// <summary>
        /// 缓存Mongodb集合
        /// </summary>
        private Dictionary<string, object> _collectionsMongoDb;

        #endregion

        #region Properties
        /// <summary>
        /// 数据库连接字符串
        /// </summary>
        public string ConnectionString { get; }

        /// <summary>
        /// Mongo客户端设置
        /// </summary>
        public MongoClientSettings Settings { get; }

        /// <summary>
        /// 数据库名称
        /// </summary>
        public string DatabaseName { get; }

        /// <summary>
        /// Mongo上下文 
        /// </summary>
        public IMongoDatabase DbContext { get; }
        #endregion

        /// <summary>
        /// MongoDb数据上下文
        /// </summary>
        /// <param name="connectionString">
        /// 连接字符串,如:"mongodb://username:password@host:port/[DatabaseName]?ssl=true"
        /// 详情参见:http://www.runoob.com/mongodb/mongodb-connections.html
        /// </param>
        public MongoDbContext(string connectionString)
        {
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(connectionString))
                throw new ArgumentException("connectionString 连接字符串不能为空!");

            try
            {
                var mongoUrl = new MongoUrl(connectionString);
                ConnectionString = connectionString;
                Settings = MongoClientSettings.FromUrl(mongoUrl);

                if (string.IsNullOrWhiteSpace(mongoUrl.DatabaseName))
                    throw new ArgumentException("数据库名称不能为空!");

                DatabaseName = mongoUrl.DatabaseName;
                // SSL加密
                if (Settings.UseSsl)
                {
                    Settings.SslSettings = new SslSettings
                    {
                        EnabledSslProtocols = SslProtocols.Tls12
                    };
                }

                var mongoClient = new MongoClient(Settings);
                DbContext = mongoClient.GetDatabase(DatabaseName);
            }
            catch (Exception e)
            {
                // TODO: 记录错误日志
                throw;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 异步获取集合
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TEntity"></typeparam>
        /// <returns></returns>
        public async Task<IMongoCollection<TEntity>> GetCollectionAsync<TEntity>() where TEntity : class
        {
            // 集合缓存如果为空,那么创建一个
            if (_collectionsMongoDb == null)
            {
                _collectionsMongoDb = new Dictionary<string, object>();
            }

            // 获取集合名称,使用的标准是在实体类型名后添加Set
            var collectionName = $"{typeof(TEntity).Name}Set";

            // 如果集合不存在,那么创建集合
            if (false == await IsCollectionExistsAsync<TEntity>())
            {
                await DbContext.CreateCollectionAsync(collectionName);
            }

            // 如果缓存中没有该集合,那么加入缓存
            if (!_collectionsMongoDb.ContainsKey(collectionName))
            {
                _collectionsMongoDb[collectionName] = DbContext.GetCollection<TEntity>(collectionName);
            }

            // 从缓存中取出集合返回
            return (IMongoCollection<TEntity>)_collectionsMongoDb[collectionName];
        }

        /// <summary>
        /// 集合是否存在
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TEntity"></typeparam>
        /// <returns></returns>
        public async Task<bool> IsCollectionExistsAsync<TEntity>()
        {
            var filter = new BsonDocument("name", $"{typeof(TEntity).Name}Set");
            // 通过集合名称过滤
            var collections = await DbContext.ListCollectionsAsync(new ListCollectionsOptions { Filter = filter });
            // 检查是否存在
            return await collections.AnyAsync();
        }
    }
}

drop

要清空整个集合,那么使用drop直接删除集合会更快。代价是:不能指定任何限定条件。整个集合都被删除,所有元数据都不见了。

> for(var i=0;i<1000000;i++){
... db.tester.insert({"foo":"bar","baz":i,"z":10-i})
... }
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.tester.find()
{ "_id" : ObjectId("58528543b049609a5fa74f7c"), "foo" : "bar", "baz" : 0, "z" : 10 }
......

Type "it" for more
> db.tester.drop()//插入一百万条数据,使用drop删除,只需1ms
true
>

(二)创建测试类

假设当前是一个物联网数据采集项目,其中有很多个传感器节点(SensorNode),每个节点都会产生记录(Records),一条记录(Record)由数据值(Data)和记录时间(RecordDateTime)组成。要求对其Recods内嵌数组进行增删改查操作。

那么由上需求可以抽象出如下对象关系,在实际应用中,不建议将记录直接放在SensorNode下,因为Mongodb数据库对单个文档有16MB的大小限制

    /// <summary>
    /// 传感器节点
    /// </summary>
    public class SensorNode
    {
        /// <summary>
        /// ID
        /// </summary>
        public ObjectId Id { get; set; }

        /// <summary>
        /// 记录数
        /// </summary>
        public List<Record> Records { get; set; }
    }

    /// <summary>
    /// 数据记录
    /// </summary>
    public class Record
    {
        /// <summary>
        /// 数据值
        /// </summary>
        public double Data { get; set; }

        /// <summary>
        /// 记录时间
        /// </summary>
        public DateTime RecorDateTime { get; set; }
    }

测试类所对应的Bson结构,如下所示.

{
    "_id" : ObjectId("5aa877e4aa25752ab4d4cae3"),
    "Records" : [ 
        {
            "Data" : 1962163552.0,
            "RecorDateTime" : ISODate("2018-03-16T10:01:14.931Z")
        }, 
        {
            "Data" : 1111405346.0,
            "RecorDateTime" : ISODate("2018-03-16T08:53:14.931Z")
        },
        ......
    ]
}

更新文档update

Update有两个必须参数:

一是查询文档,用于定位需要更新的目标文档

二是修改器文档,用于说明要找到的文档进行哪些修改

更新操作是不可分割的:若是两个更新同时发生,先到达服务器的先执行,接着执行另一个。

db.foo.insert({
... "name":"yyb",
... "friends":32,
... "enemies":2
... })
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.foo.update({"name":"yyb"},{"name":"joe"})//将yyb这个文档修改成{“name”:“joe”}
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.foo.find()
{ "_id" : ObjectId("58528a2bb049609a5fb691bc"), "name" : "joe" }
> 

(三) 创建测试代码

新建一个控制台程序,加入以下代码。对MongodbContext进行初始化,插入用于测试的SensorNode.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using MongoDB.Bson;
using MongoDB.Driver.Linq; // <---- 此引用非常重要
using MongoDB.Driver;

......

private static ObjectId _sensorNodeId;
private static MongoDbContext _dbContext;
private static IMongoCollection<SensorNode> _sensorNodes;
static void Main(string[] args)
{
    // 使用链接字符串创建dbContext对象
    _dbContext = new MongoDbContext("mongodb://hynuAdmin:123456@localhost:27017/HynuIOTA");
    // 创建_Sensors数据库,入口方法不能使用异步,我们等待结果返回
    _sensorNodes = _dbContext.GetCollectionAsync<SensorNode>().Result;
    // 创建一个SensorNode 存入MongoDb数据库中
    _sensorNodeId = ObjectId.Parse("5aa877e4aa25752ab4d4cae3");
    #region 创建测试用例
    var sensorNode = new SensorNode()
    {
        Id = _sensorNodeId,
        Records = new List<Record>()
    };
    // 插入数据库中
    _sensorNodes.InsertOne(sensorNode);
    #endregion
}

添加一个方法,用于随机生成Record对象。

/// <summary>
/// 生成count个Rocred对象
/// </summary>
/// <param name="count">生成数量</param>
/// <returns></returns>
static List<Record> GetRandomRecord(int count)
{
    var records = new List<Record>();
    var rd = new Random();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        records.Add(new Record()
        {
            Data = rd.Next(),
            RecorDateTime = DateTime.Now.AddMinutes(rd.Next() % 100)
        });
    }
    return records;
}

文档替换

用一个新文档完全替换匹配的文档,这适合大规模模式迁移的情况。

  db.user.insert({
... ... "name":"joe",
... ... "friends":32,
... ... "enemies":2
... ... })
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
//将上面这个文档的后两个字段移到子文档为realtionships中
> var joe=db.user.findOne({"name":"joe"})
> joe.relationships={"friends":joe.friends,"enemies":joe.enemies};
{ "friends" : 32, "enemies" : 2 }
> delete joe.friends
true
> delete joe.enemies
true
> db.user.update({"name":"joe"},joe);
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58529188b049609a5fb691bf"), "name" : "joe", "relationships" : { "friends" : 32, "enemies" : 2 } }
> 

常见的错误是查询条件匹配到了多个文档,然后更新时由于第二个参数的存在就产生重复的 _id 值。数据库会抛出异常。

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c5"), "name" : "yyb", "age" : 21 }
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c6"), "name" : "yyb", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c7"), "name" : "yyb", "age" : 40 }
> joe=db.user.findOne({"name":"yyb","age":30})
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c6"), "name" : "yyb", "age" : 30 }
> joe.age++;
30
> db.user.update({"name":"yyb"},joe)
WriteResult({
        "nMatched" : 0,
        "nUpserted" : 0,
        "nModified" : 0,
        "writeError" : {
                "code" : 16837,
                "errmsg" : "The _id field cannot be changed from {_id: ObjectId('585295e3b049609a5fb691c5')} to {_id: ObjectId('585295e3b049609a5fb691c6')}."
        }
})
> 

三、内嵌数组增加元素操作

使用修改器

使用原子性的更新修改器,指定对文档的某些字段进行更新。更新修改器是种特殊的键,用来指定复杂的更新操作,比如修改、添加或者删除键,还可能是操作数组或者内嵌文档。

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c5"), "name" : "yyb", "age" : 21 }
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c6"), "name" : "yyb", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c7"), "name" : "yyb", "age" : 40 }
> db.user.update({"name":"yyb"},{$inc:{"age":5}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })> db.user.find({"name":"yyb"})
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c5"), "name" : "yyb", "age" : 26 }
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c6"), "name" : "yyb", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("585295e3b049609a5fb691c7"), "name" : "yyb", "age" : 40 }
> 

明明匹配3条,却只改了一条。原来MongoDB默认只会更新匹配的第一条,如果要更新多条,还得指定参数。

使用修改器时,_id的值不能改变。(整个文档替换时可以改变“_id”)

(一) Update.Set()方法 替换内嵌数组(不推荐使用)

此方法主要使用操作符[$set],它的思路是先将内嵌文档的父元素查找出来,然后对子文档数组进行增删改操作,最后将子文档数组重新替换。此方式性能较低,除非涉及到大批量更改,否则不推荐使用。

    #region 方法一. 查出sensor再更新Records, $set操作 - 随机插入100个元素(不推荐)
    // 查询需修改的sensorNode对象
    var sensor = await _sensorNodes.Find(s => s.Id == _sensorNodeId).FirstOrDefaultAsync();
    // 往Records里面增加随机元素
    sensor.Records.AddRange(GetRandomRecord(100));
    // 构建update Bson, 将原有Records替换为新的Records
    var update = Builders<SensorNode>.Update.Set(d => d.Records, sensor.Records);
    // 使用Update方法
    await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, update);
    #endregion

$set与$unset

用来指定一个字段的值。如果这个字段不存在,则创建它。

> db.user.insert({
... "name":"yyb",
... "age":20,
... "sex":"male",
... "location":"cd"})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
>> db.user.update({"name":"yyb"},{"$set":{"email":"123@qq.com"}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.user.find().pretty()
{
        "_id" : ObjectId("58529e66b049609a5fb691c9"),
        "name" : "yyb",
        "age" : 20,
        "sex" : "male",
        "location" : "cd",
        "email" : "123@qq.com"
}
> 

用 $set 甚至可以修改键的类型。用 $unset 可以将键完全删除。

>  db.user.update(
... ... {"name":"yyb"},
... ... {"$set":{"email":["xx@qq.com","xl@sina.com"]}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.user.find().pretty()
{
        "_id" : ObjectId("58529e66b049609a5fb691c9"),
        "name" : "yyb",
        "age" : 20,
        "sex" : "male",
        "location" : "cd",
        "email" : [
                "xx@qq.com",
                "xl@sina.com"
        ]
}
> db.user.update({"name":"yyb"},{"$unset":{"email":1}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.user.find().pretty()
{
        "_id" : ObjectId("58529e66b049609a5fb691c9"),
        "name" : "yyb",
        "age" : 20,
        "sex" : "male",
        "location" : "cd"
}

也可以用 $set 修改内嵌文档:

{
        "_id" : ObjectId("5853e17ff7720722b4ded850"),
        "title" : "a blog post",
        "content" : "...",
        "author" : {
                "name" : "yyb",
                "email" : "aaa@sina.com"
        }
}
> db.blog.update(
... {"author.name":"yyb"},
... {"$set":{"author.name":"joe"}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.blog.findOne()
{
        "_id" : ObjectId("5853e17ff7720722b4ded850"),
        "title" : "a blog post",
        "content" : "...",
        "author" : {
                "name" : "joe",
                "email" : "aaa@sina.com"
        }
}

增加、删除、修改键时,应该使用$开头的修改器,否则可能会将整个文档替换掉。

(二)Update.Push()方法 直接将元素压入内嵌数组(推荐)

此方法主要使用操作符[$push]来增加元素到子文档数组,性能好,推荐使用。

// 构建update Bson ,添加一条记录使用Push方法
var updateOne = Builders<SensorNode>.Update.Push(d => d.Records, GetRandomRecord(1).First());
// 更新
await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, updateMany);

$inc

 $inc 用来增加已有键的值,或者该键不存在那就创建一个。对于更新分析数据、因果关系、投票或者其他有变化数值的地方很方便。

> db.games.insert({"games":"pinball","user":"joe"})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.games.update({"games":"pinball"},{"$inc":{"score":50}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.games.findOne()
{
        "_id" : ObjectId("5853e517f7720722b4ded851"),
        "games" : "pinball",
        "user" : "joe",
        "score" : 50
}
> db.games.update({"games":"pinball"},{"$inc":{"score":10000}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.games.findOne()
{
"_id" : ObjectId("5853e517f7720722b4ded851"),
"games" : "pinball",
"user" : "joe",
"score" : 10050
}
>

 $inc 就是专门用来增减数字的。且只能用于整型、长整型或者双精度浮点型的值。其他类型的数据会操作失败。

> db.foo.insert({"count":"1"})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

> db.foo.update({},{"$inc":{"count":1}})
WriteResult({
        "nMatched" : 0,
        "nUpserted" : 0,
        "nModified" : 0,
        "writeError" : {
                "code" : 16837,
                "errmsg" : "Cannot apply $inc to a value of non-numeric type. {_id: ObjectId('5853e73df7720722b4ded853')} has the field 'count' of non-numeric type String"
        }
})
> 

 $inc 键的值必须为数字”,不能使用字符串、数组或者其他非数字的值。要修改其他类型,应该使用 $set 或者数字修改器。

> db.foo.insert({"count":1})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

> db.foo.update({},{"$inc":{"count":"5"}})
WriteResult({
        "nMatched" : 0,
        "nUpserted" : 0,
        "nModified" : 0,
        "writeError" : {
                "code" : 14,
                "errmsg" : "Cannot increment with non-numeric argument: {count: "5"}"
        }
})
> 

(三) Update.PushEach()方法 将多个元素压入内嵌数组(推荐)

此方法使用的也是[$push]操作符,只是在生成BsonDocument时允许接收数组。

#region 方法二. $push操作 - 随机插入100个元素(推荐)
// 构建update Bson 添加多条记录使用PushEach方法
var updateMany = Builders<SensorNode>.Update.PushEach(d => d.Records, GetRandomRecord(100));
// 更新
await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, updateMany);
#endregion

数组修改器

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