MongoDB实战开发

【目标】：本文将以实战的形式，向您展示如何用C#访问MongoDB，完成常见的数据库操作任务， 同时，也将介绍MongoDB的客户端（命令行工作模式）以及一些基础的命令。

【说明】：MongoDB是什么？有什么用？如果不清楚这些问题的，请自己google一下吧。

【适合对象】：完全没有接触MongoDB或对MongoDB有一点了解的C#开发人员。因此本文是一篇入门级的文章。

【示例项目】：本文的完整示例是一个简单的【客户，商品，订单】业务场景， 预览界面效果请点击此处（但并不完全相同），也包含下载示例项目的源码。

让我们开始MongoDB的实战入门吧。

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下载MongoDB，并启动它

您可以在这个地址下载到MongoDB: http://www.mongodb.org/downloads， 本文将以【mongodb-win32-i386-1.8.2-rc2】来演示MongoDB的使用。

下载好了吗？我们继续吧。请解压缩您刚才下载的MongoDB的zip压缩包，进入解包的bin目录，会发现有一堆exe文件。 现在，请打开命令行窗口并切换到刚才的bin目录，然后输入以下命令：

这里，我运行了程序mongod.exe，并告诉它数据文件的保存目录（这个目录要事先创建好），至于mongod的更多命令行参数，请输入命令: mongod /? 来获得。
如果您也看到了这个界面，那么表示MongoDB的服务端已成功启动了。

顺便提一下：运行mongod后，它会显示一些有用的信息。比如：pid (进程ID), tcp port (监听端口), http 端口(用于查看运行状态)， 操作系统版本，数据目录，32 or 64位版本，如果是32位版本，它还会告诉你【数据有2G的限制】，所以正式使用建议运行64位版本。

接下来，我们还要去下载MongoDB的C#驱动，它可以让我们在C#中使用MongoDB 。下载地址： https://github.com/samus/mongodb-csharp
我下载到的压缩包是：samus-mongodb-csharp-0.90.0.1-93-g6397a0f.zip 。这个压缩包本身也包含了一个Sample，有兴趣的可以看看它。
我们在C#访问MongoDB所需的驱动就是项目MongoDB了。编译这个项目就能得到了，文件名：MongoDB.dll

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在C#使用MongoDB

好了，有了前面的准备工作，我们可以开始在C#中使用MongoDB了。不过，由于本示例项目的代码也不少，因此本文将只展示与MongoDB交互的相关代码， 更完整的代码请自行查阅示例项目。

接下来，本文演示通过C#完成【客户资料】的一些基本的数据操作，还是先来定义一个客户资料的类型吧。

public sealed class Customer
{
    [MongoId]
    public string CustomerID { get; set; }
    public string CustomerName { get; set; }
    public string ContactName { get; set; }
    public string Address { get; set; }
    public string PostalCode { get; set; }
    public string Tel { get; set; }
}

说明：这就是一个简单的类，而且代码中的[MongoId]也是可以不要的（这个后面再说）。

在操作数据库之前，我要说明一下：MongoDB在使用前，并不要求您事先创建好相应的数据库，设计数据表结构！
在MongoDB中，没有【表】的概念，取而代之的是【集合】，也没有【数据记录】的概念，取而代之的是【文档】， 我们可以把【文档】理解成一个【对象】，任意的对象，甚至可以有复杂的嵌套层次。
因此，我们不用再写代码从【数据表字段】到C#类的【属性，字段】的转换了，现在直接就可以读写整个对象了。
而且MongoDB不支持Join操作，所以，如果有【关联】操作，就需要你自己来处理。

再来定义二个变量：

private static readonly string _connectionString = "Server=127.0.0.1";

private static readonly string _dbName = "MyNorthwind";

新增记录

public void Insert(Customer customer)
{
    customer.CustomerID = Guid.NewGuid().ToString("N");

    // 首先创建一个连接
    using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {

        // 打开连接
        mongo.Connect();

        // 切换到指定的数据库
        var db = mongo.GetDatabase(_dbName);

        // 根据类型获取相应的集合
        var collection = db.GetCollection<Customer>();

        // 向集合中插入对象
        collection.Insert(customer);
    }
}

上面的代码中，每一行都有注释，这里就不再解释了。

删除记录

public void Delete(string customerId)
{
    using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {
        mongo.Connect();
        var db = mongo.GetDatabase(_dbName);
        var collection = db.GetCollection<Customer>();

        // 从集合中删除指定的对象
        collection.Remove(x => x.CustomerID == customerId);
    }
}

更新记录

public void Update(Customer customer)
{
    using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {
        mongo.Connect();
        var db = mongo.GetDatabase(_dbName);
        var collection = db.GetCollection<Customer>();

        // 更新对象
        collection.Update(customer, (x => x.CustomerID == customer.CustomerID));
    }
}

获取记录列表

public List<Customer> GetList(string searchWord, PagingInfo pagingInfo)
{
    using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {
        mongo.Connect();
        var db = mongo.GetDatabase(_dbName);
        var collection = db.GetCollection<Customer>();

        // 先创建一个查询
        var query = from customer in collection.Linq()
                    select customer;

        // 增加查询过滤条件
        if( string.IsNullOrEmpty(searchWord) == false )
            query = query.Where(c => c.CustomerName.Contains(searchWord) || c.Address.Contains(searchWord));

        // 先按名称排序，再返回分页结果.
        return query.OrderBy(x => x.CustomerName).GetPagingList<Customer>(pagingInfo);
    }
}

获取单个对象

public Customer GetById(string customerId)
{
    using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {
        mongo.Connect();
        var db = mongo.GetDatabase(_dbName);
        var collection = db.GetCollection<Customer>();

        // 查询单个对象
        return collection.FindOne(x => x.CustomerID == customerId);
    }
}

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重构（简化）代码

从上面代码可以看出，操作MongoDB大致都是这样一个操作过程。

// 首先创建一个连接
using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {

    // 打开连接
    mongo.Connect();

    // 切换到指定的数据库
    var db = mongo.GetDatabase(_dbName);

    // 根据类型获取相应的集合
    var collection = db.GetCollection<Customer>();

    // 【访问collection，做你想做的操作】
}

针对这个问题，我提供一个包装类来简化MongoDB的使用。

简化后的CRUD代码如下：

public void Insert(Customer customer)
{
    customer.CustomerID = Guid.NewGuid().ToString("N");

    using( MyMongoDb mm = new MyMongoDb() ) {
        mm.GetCollection<Customer>().Insert(customer);
    }
}

public void Delete(string customerId)
{
    using( MyMongoDb mm = new MyMongoDb() ) {
        mm.GetCollection<Customer>().Remove(x => x.CustomerID == customerId);
    }
}

public void Update(Customer customer)
{
    using( MyMongoDb mm = new MyMongoDb() ) {
        mm.GetCollection<Customer>().Update(customer, (x => x.CustomerID == customer.CustomerID));
    }
}

public Customer GetById(string customerId)
{
    using( MyMongoDb mm = new MyMongoDb() ) {
        return mm.GetCollection<Customer>().FindOne(x => x.CustomerID == customerId);
    }
}

看了上面这些代码，您应该会觉得MongoDB的使用也很容易，对吧。
接下来，我来通过界面录入一些数据，来看看我录入的结果吧。

到这里，你或许想知道：MongoDB有没有一个自己的客户端来查看数据呢？因为总不能只依赖自己写代码来查看数据吧？
是的，MongoDB也提供了一个客户端来查看并维护数据库。接下来，我们再来看看如何使用MongoDB的客户端吧。

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使用MongoDB的客户端查看数据

MongoDB自带一个Javascript shell，它可以从命令行与MongoDB实例交互。这个shell非常有用，通过它可以管理操作、检查运行实例、查询数据等操作。 
让我们再回到命令行窗口模式下吧（没办法，MongoDB只提供这种界面），运行mongo.exe ，如下图

这就是MongoDB的客户端的命令行模式了。通常我们在操作数据库前，要切换【当前数据】，
MongoDB也是一样，我们可以运行如下命令来查看数据库列表，并切换数据库，然后再查看集合列表，请看下图（我运行了三条命令）

注意：MongoDB区分名字的大小写。

在MongoDB中，查看【当前数据库】，可以使用命令【db】，
查看集合Customer的记录总数：【db.Customer.count();】
查看 CustomerId = 1 的记录：【db.Customer.findOne({"_id" : "1"});】，注意：查询条件是一个文档，这就是MongoDB的特色。
下图显示了上面三条命令的执行结果：

嗯，怎么有乱码？CustomerId = 1 的记录应该是这样的才对呀？

看到这一幕，您应该不要怀疑是MongoDB的错了，这个错误是由于MongoDB的客户端使用的编码是UTF-8， 而Windows 命令行程序 cmd.exe 使用的gb2312(我目前使用中文语言) 造成的。
解决办法：
1. 执行MongoDB的【exit】命令退回到Windows命令行状态（或者重新打开命令行窗口），
2. 运行命令：【chcp 65001】，切换到UTF-8编码下工作。
3. 设置命令行窗口的属性，请参考下图：

再运行 mongo 进入mongo命令行，切换数据库，并执行命令：【db.Customer.findOne({"_id" : "1"});】

现在可以看到汉字能正常显示了，但最后却显示"Failed to write to logfile"，对于这个问题，我们如果执行命令 【db.Customer.findOne({"_id" : "91"});】(id=91的记录就是我最后录入的，全是a的那条，前面截图上有)， 可以发现没有任何异常发生，因此认为这个问题还是和cmd.exe有关的。 如果切换回 chcp 936 ，这时将看到乱码，但没有"Failed to write to logfile"，所以我将忽略这个错误。

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使用MongoDB的客户端维护数据

下面我来演示一下如何使用MongoDB的客户端来执行一些基本的数据维护功能。还是从CRUD操作开始吧，请看下图，为了方便，我将在一个截图中执行多个命令。
注意：MongoDB的文档使用的是一种称为BSON格式的对象，与Javascript中的JSON类似。

在上面的示例中，每个命令后，我加了一个红圈。在示例中，我先切换到 MyTest 数据库（它并不存在，但没关系）， 然后我定义了一个文档 item 并插入到集合 table1 中，然后又定义了一个文档 item2，也插入到集合 table1 中。 注意：item , item2 的结构完全不同，但能放在一个集合中（不建议这样做）。最后调用 find() 显示集合中的所有文档。
此时，您有没有注意到：【每个文档有一个名为 "_id" 的成员】，我可没有定义啊。
其实，MongoDB会为每个文档都创建这样一个文档成员，我们指定的 "key", "id" 对于MongoDB来说： 它们并不是【文档的主键】，MongoDB只认 "_id"，你可以指定，但如果不指定，MongoDB就自动添加。

此时，你可以看看前二张图片，可以发现：在定义Customer类时，有一个成员CustomerID此时却不存在！ 我们可以再看一下Customer的定义：

public sealed class Customer
{
    [MongoId]
    public string CustomerID { get; set; }
    public string CustomerName { get; set; }
    public string ContactName { get; set; }
    public string Address { get; set; }
    public string PostalCode { get; set; }
    public string Tel { get; set; }
}

此时，您应该发现CustomerID这个成员有一个[MongoId]的特性。正是由于这个特性，驱动程序将把CustomerID映射为"_id"来使用。

好了，再次回到命令行，我要演示其它的命令。请看下图：

为了要更新某个文档，我们要使用findOne()方法找到要修改的文档对象，并将它保存一个变量t中，然后，修改它的属性， 接着调用update()方法就可以更新文档了，注意在调用update()时，第一个参数【更新范围】是采用文档的形式给出的， 第二参数才是要更新的新对象。在删除时，删除条件也是采用文档的形式指定的。处处使用文档，这就是MongoDB的特色。

前面的示例代码中，我使用了find()和findOne()，它们是有区别的：findOne()只返回一个文档对象，find()返回一个集合列表， 如果不指定过滤范围，它将返回整个集合，但在客户端中最多只显示前20个文档。

再来个复杂的查询：搜索日期范围是 2011-06-25 到 2011-06-26 之间的订单记录。由于返回的结果太长，我的截图将不显示它们。
注意：MongoDB的查询条件中，并没有 >, <, >= , <= 这些运算符，而是使用 "$lt", "$lte", "$gt", "$gte" 这种方式作为文档的KEY来使用的， 因此一个简单的 OrderDate >= "2006-06-25" and OrderDate < "2006-06-26" 要写成如下方式：

如果遇到 or 就更麻烦了，如：CustomerId = 1 or CustomerId = 2 ，有二种写法：

语法不难，相信能看懂JSON的人，也能看懂这二条命令。

再来个分页的命令：

与LINQ的语法类似，好理解。

MongoDB客户端还支持其它的语法，这里就不一一介绍了。因为我们的目标是在C#中使用MongoDB，在MongoDB提供的C#驱动中， 我们并不需要写那样麻烦的查询条件，只需要按LINQ的语法写查询就可以了，因此会很容易使用。 不过，有些维护性的操作，我们只能通过命令的方式去执行，比如：删除集合，删除数据库。

执行【db.runCommand({"drop" : "table1"});】便可以删除一个集合，也可以执行命令【db.table1.drop();】，二者的效果是一样的。
再来看看如何删除数据库的命令：

注意：命令【db.runCommand({"dropDatabase": 1});】只能删除【当前数据库】，所以要先切换当前数据库， 然后执行这个命令，执行删除数据库的命令后，我们再用命令【show dbs;】，发现数据库【MyTest】已不存在，即删除成功。 删除数据库还有一个方法：还记得我前面启动mongod.exe时给它传递了一个参数 【-dbpath "H:\AllTempFiles\mongodb\data"】吗？ 我们现在去那个目录看一下有什么东西。

看了这张图，您有没有想过：这二个以【MyNorthwind】开头的文件会不会就是数据库的文件呢？ 我现在就删除看看，先停止mongod.exe，然后删除文件（由于我目前只有一个数据库，我把目录下的文件全删除了），删除后：

现在，我再来启动mongod.exe，然后在客户端执行命令【show dbs;】看看：

现在可以发现我们之前的【MyNorthwind】数据库没有了，当然也就是删除了。 说明一下：现在这二个数据库，是MongoDB自带的，用于特殊用途的，我们可以不理会它们。

好了，我们还是再来看看MongoDB提供的C#驱动提供了什么东西吧。

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MongoDB提供的C#驱动

我把MongoDB提供的C#驱动中认为比较重要的类做了个截图：

再来看看我前面给出一段操作MongoDB的代码：

// 首先创建一个连接
using( Mongo mongo = new Mongo(_connectionString) ) {

    // 打开连接
    mongo.Connect();

    // 切换到指定的数据库
    var db = mongo.GetDatabase(_dbName);

    // 根据类型获取相应的集合
    var collection = db.GetCollection<Customer>();

    // 【访问collection，做你想做的操作】
}

这段代码大致也说明了在C#中操作MongoDB的一个过程，主要涉及上图中的前三个类，这三个类也是最核心的类。 这里值得一提的是：LinqExtensions.Linq()方法可以让我们在写查询时， 方便地使用LINQ的优雅语法，而不是一堆复杂的文档条件！这也是我选择这个驱动的原因。

还记得我前面举过几个在命令行中调用runCommand的示例吗？如果在C#中也需要执行这样的操作，可以调用MongoDatabase.SendCommand() 方法。比如：删除集合Category，我们可以写成：

void DeleteCategoryCollection()
{
    using( MyMongoDb mm = new MyMongoDb() ) {
        mm.CurrentDb.SendCommand(new Document("drop", "Category"));
    }
}

【MongoIdAttribute】：可以让我们将一个C#类的数据成员映射到文档的"_id"属性。前面有示例说明，这里就不再多说了。

【MongoAliasAttribute】：可以让我们将一个C#类的数据成员在映射到文档时采用其它的属性名称。
比如：我希望将CustomerName成员在保存到MongoDB时，采用CName来保存。

[MongoAlias("CName")]
public string CustomerName { get; set; }

【MongoIgnoreAttribute】：可以让一个C#类在保存到MongoDB时，忽略某些成员。请看下面的代码：

public sealed class OrderItem : MyDataItem
{
    [MongoId]        // 这个成员将映射到 "_id"
    public string OrderID { get; set; }

    [ScriptIgnore]    // 在JSON序列化时，忽略这个成员
    public DateTime OrderDate { get; set; }

    [MongoIgnore]    // 在保存到MongoDB时，忽略这个成员
    public string CustomerName { get; set; }

    // .... 还有其它的属性。

    // 加这个属性仅仅为了在客户端中能更容易的显示，要不然，客户端处理格式转换实在是麻烦。
    // 它将不会被写入到数据库。
    [MongoIgnore]
    public string OrderDateText { get { return this.OrderDate.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); } }
}

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MongoDB不支持在查询数据库时使用Join操作

在MongoDB中，一个文档就是一个完整的对象，所以获取一个对象时，并不需要关系数据库的那种JOIN语法。 在上面定义的OrderItem中，CustomerName并没有保存到数据库，而是在加载时，采用了【引用】的设计方式， 根据CustomerID去访问集合Customer来获取对应的CustomerName ，这也算是JOIN的常见使用场景了。

示例项目中有一个需求：根据一个日期范围查询订单列表（支持分页）。我是这样实现这个查询操作的。

/// <summary>
/// 根据指定的查询日期范围及分页参数，获取订单记录列表
/// </summary>
/// <param name="dateRange">日期范围</param>
/// <param name="pagingInfo">分页参数</param>
/// <returns>订单记录列表</returns>
public List<OrderItem> Search(QueryDateRange dateRange, PagingInfo pagingInfo)
{
    dateRange.EndDate = dateRange.EndDate.AddDays(1);

    using( MyMongoDb mm = new MyMongoDb() ) {
        var collection = mm.GetCollection<OrderItem>(STR_Orders);

        var query = from ord in collection.Linq()
                    where ord.OrderDate >= dateRange.StartDate && ord.OrderDate < dateRange.EndDate
                    orderby ord.OrderDate descending
                    select new OrderItem {
                        OrderID = ord.OrderID,
                        CustomerID = ord.CustomerID,
                        OrderDate = ord.OrderDate,
                        SumMoney = ord.SumMoney,
                        Finished = ord.Finished
                    };

        // 获取订单列表，此时将返回符合分页的结果。
        List<OrderItem> list = query.GetPagingList<OrderItem>(pagingInfo);

        // 获取订单列表中所有的客户ID
        string[] cids = (from ord in list
                         where string.IsNullOrEmpty(ord.CustomerID) == false
                         select ord.CustomerID)
                         .Distinct()
                         .ToArray();

        // 找到所有客户记录
        Dictionary<string, Customer> customers =
                            (from c in mm.GetCollection<Customer>().Linq()
                             where cids.Contains(c.CustomerID)
                             select new Customer {
                                 CustomerID = c.CustomerID,
                                 CustomerName = c.CustomerName
                             })
                            .ToDictionary(x => x.CustomerID);

        // 为订单列表结果设置CustomerName
        foreach( OrderItem ord in list ) {
            Customer c = null;
            if( string.IsNullOrEmpty(ord.CustomerID) == false && customers.TryGetValue(ord.CustomerID, out c) )
                ord.CustomerName = c.CustomerName;
            else
                ord.CustomerName = string.Empty;
        }

        return list;
    }
}

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获取MongoDB服务端状态

我们再来看一下当时启动服务端的截屏吧：

注意最后一行，它告诉我们它有一个WEB接口，端口是 28017 ，现在我就去看看那是个什么样子的。

可以看到它提供了一些服务端的状态信息。 我们还可以通过访问【http://localhost:28017/_status】来获得以JSON方式的统计信息。

我们还可以通过运行客户端的命令【db.runCommand({"serverStatus" : 1});】来获取这些信息：

好了，就说到这里吧。接下来，您也可以写点代码尝试一下，或者下载我准备的示例项目参考一下。

点击此处下载示例代码