基于Java对于MongoDB数据库的复杂查询操作

前言

在sql转noSql途中总是免不了一些对于原有的复杂sql语句的转译工作，因为不熟悉java环境下对于mongoDB操作的语句，所以走了不少的弯路，这些复杂语句在stackoverflow中找又会花上不少时间，于是在这里做个记录。

Java的配置并且连接MongoDB

• 首先在pom.xml文件中加入依赖包： "mongo-java-driver"（因为scala对于java的支持，所以这个driver就不作区分了），配置的代码如下：

    <dependency>
      <groupId>org.mongodb</groupId>
      <artifactId>mongo-java-driver</artifactId>
      <version>3.4.2</version>
    </dependency>
  

• 连接Mongo Server以及collection的方法
  • org.mongodb中提供了ServerAddress类用来储存连接mongo的ip地址以及端口，初始化的方法为：

    private ServerAddress serverAddress = new ServerAddress("<ip地址>", "<端口>(这是个int)");
    

  • 如果这个MongoDB的服务器是一个集群，那么通常来说需要设置setSlaveOK才能通过某一台服务器去访问数据，但是，我们可以把整个集群的服务器list输入给ServerAddress类，其初始化的方法为：

    private MongoClient mongoClient = new MongoClient(Arrays.asList(new ServerAddress("<ip地址1>", "<端口>(这是个int)"),
                                                                    new ServerAddress("<ip地址2>", "<端口>(这是个int)"),
                                                                    new ServerAddress("<ip地址3>", "<端口>(这是个int)")));
    

  • 如果这个mongoDB的数据库是有权限访问设置的数据库，则还需要MongoCredential类将数据库的 名称，用户名，密码传入连接数据库的方法中，其初始化的方法为：

    private MongoCredential credential = MongoCredential.createCredential("<用户名>", "<数据库名称>", "<密码>");
    

  • 最后才是连接MongoDB数据库的操作，使用的是MongoClient类，其初始化的方法为：（注意这里的credential变量需要转化为List类才能作为输入）

    private MongoClient mongoClient = new MongoClient(serverAddress, Arrays.asList(credential));
    

  • 如若要获取这个server下的某一个数据库（Database），则需要执行如下方法：

    MongoDatabase mydb = mongoClient.getDatabase("<数据库名称>");
    

  • 在mongoDB中，我们熟知的table被称为collection，所以如果要获得某个collection（表格），需要执行如下的方法：

    MongoCollection myCollection = mydb.getCollection("<该数据库下collection的名字>");
    

  至此，我们已经可以连接到MongoDB下的所有数据表格，下面就可以来看看基于java对于MongoDB的复杂语句操作了。

基于Java对于MongoDB数据库的复杂语句查询

• 基础准备
  • 在对MongoDB执行复杂查询之前，我们先要了解一下在Mongo-Java-Driver中是如何储存查询结果的。其用于储存结果的类是MongoCursor， 其通过collection类的find方法获取查询结果并通过.iterator()方法返回该MongoCursor类，本质是一个类似于Iterator的对象，可以通过调用hasNext()与next()方法来遍历整个返回结果。
  • 另一方面，MongoCursor中所储存的数据类型为Document，类似于Json的存储方式，可以通过google的Gson包将其映射为你想要的java对象，实现方式为：

    private Gson gson = new Gson();
    // 转换为对象
    gson.fromJson(gson.toJson(<你所获得的Document对象>), <你需要转换的成为的对象>.class)
    

• Java对MongoDB的复杂语句查询操作
  这里为了保证对sql选手亲和度（我本人也是从sql起步的），我会尽量把这里的一些查询翻译成sql中比较相似的操作。

  • where分句

    • 常用的判别符号
      基于Java的MongoDB的查询语句如果需要指定where的条件，需要用到BasicDBObject类用于存储where分句中判别字段（列的名称），判别类型（等于，不等于，大于，小于）和用于判别的值。其基本的初始化方法为：

      BasicDBObject dbObject = new BasicDBObject("<判别类型>", "用于判别的值");
      // 指定判别的字段
      BasicDBObject identification = new BasicDBObject("<用于判别的字段（列的名字）>"， dbObject)
      // Example: 取得大于等于某个时间点的所有数据库记录
      BasicDBObject exObject = new BasicDBObject("time", new BasicDBObject("$gte", (from + " 00:00")))
      

      常用判别符号有：

      判别符号	意义
      $eq	相等
      $ne	不等于
      $gte	大于等于
      $gt	大于
      $lte	小于等于
      $lt	小于

    • 在where分句中使用and和or等逻辑关联词
      从上面的叙述中可以看到，我们可以用BasicDBObject对象来表示对某个字段（某列）做限制条件的查找。如果要将这些查询条件使用逻辑关联词连在一起，则我们需要使用List对象将这些要关联的条件语句（BasicDBObject对象）连接在一起，再在最外层用一个新的BasicDBObject对象封装这些用逻辑连词连在一起的BasicDBObject List。具体实现代码如下：

      // 使用List来连接需要用逻辑关联词串联起来的条件语句
      List<DBObject> criteria = new ArrayList<>();
      criteria.add(new BasicDBObject("time", new BasicDBObject("$gte", (from + " 00:00"))));
      criteria.add(new BasicDBObject("time", new BasicDBObject("$lte", (to + " 23:59"))));
      criteria.add(new BasicDBObject("idc_group", idcGroup));
      // 使用and来连接这个list
      // 这里也可以使用"$or"字段表示"或"逻辑
      BasicObject andConnection =new BasicDBObject("$and", criteria);
      // 之后使用find方法去找到符合这个where条件的记录。
      MongoCursor<Document> tCursor = mydb.getCollection(table).find(new BasicDBObject("$and", criteria)).iterator();
      

  • 聚合操作（Aggregation， Group By）
    基于Java对于MongoDB数据库查询如果需要执行聚合操作，则需要从MongoCollection对象调用aggregate方法，并把所需要的条件串联为list并作为输入进入aggregate方法。常用的一些关键词有：

    关键词	意义
    $match	相等，类似于where中的等于某值
    $sort	排序
    $limit	与mysql中的limit相同

    具体的关键词操作请参照文档 http://www.runoob.com/mongodb/mongodb-aggregate.html
    下面给出例子：

    // 目标：获取所有满足如下条件的数据：
    // 1. "date"字段满足某个值
    // 2. 先通过orderName1降序，再通过orderName2降序
    // 3. 获取的记录不超过10条
    MongoCursor<Document> cursor = quality.aggregate(Arrays.asList(
      // "$match"用于筛选date匹配这个值的记录
      new Document("$match", new Document("date", (int)(Integer.valueOf(timeInput[0] + timeInput[1] + timeInput[2])))),    
      new BasicDBObject("$sort", new BasicDBObject(orderName1, -1)),
      new BasicDBObject("$sort", new BasicDBObject(orderName2, -1)),
      new BasicDBObject("$limit", 10)
    )).iterator();
    

  • 值得一提的是，因为MongoDB自身数据结构存储方式的问题，其不支持对于两个collection进行join的操作。

至此，基于Java对MongoDB数据库的查询的复杂操作已经基本涵盖，希望可以帮助到各位。