使用MongoDB作为后台数据库的尝试

MongoDB作为一个阶层型数据库，在很短的时间里面是不可能被大面积推广使用的，

本文作为一个实验性的课题，探讨一下MongoDB作为网站数据库的可能性。

1.MongoDB作为代替关系型数据库的可能性。

2.MongoDB作为代替文件服务器的可能性。

通过探讨来加强对于MongoDB的认识

环境准备

技术选型

1.由于是验证性质的课题，这里没有使用MVC5/6.如果有人对MVC6有兴趣，可以另开一个课题讨论。这里使用的是传统的WebForm。

2.使用MongoDB最新版本作为数据库

3.MongoDB的GUI使用本人自己开发的工具

4.项目Host在阿里云上

截图1.

阿里云上的MongoDB数据库，使用本人开发工具看到的结果图

5.启用  meishiyouji.com 域名

6.UI使用的是  UIKit  这个库，进行响应式布局

7.使用官方的MongoDB的C#驱动程序

开发实践

1.MongoDB作为阶层型数据库的代表，其最大特点就是Free的存储方式，一个Collection（相当于数据表）里面可以存储各种结构的文档。

这个特性，如果用得好，非常有帮助，如果用的不好，容易造成混乱。例如我们可以将继承同一个基类的子类实例放在同一个Collection里面，

这个是传统数据库无法做的，不同的子类的字段数会不一样，无法放到同一个表里面去，但是MongoDB是可以做到的。

例子：

基类如下

例如一个行程的详细信息的基类如下：

 using Common.Database;
 using Common.Misc;
 using MongoDB.Bson.Serialization.Attributes;
 using MongoDB.Driver.Builders;
 using System.Collections.Generic;

 namespace Common.Schedule
 {
     [BsonKnownTypes(typeof(Traffic), typeof(Visit), typeof(Shopping), typeof(Catering))]
     public class DetailScheduleInfoBase : EntityBase
     {
         /// <summary>
         /// 数据集名称
         /// </summary>
         public static string CollectionName = "DetailScheduleInfo";
         /// <summary>
         /// 序列号前缀
         /// </summary>
         public const string Prefix = "DI";
         /// <summary>
         ///
         /// </summary>
         public static string NewSN = Prefix + .ToString("D8");
         /// <summary>
         /// OverviewSN
         /// </summary>
         public string OverviewSN = string.Empty;
         /// <summary>
         /// DiarySchduleSN
         /// </summary>
         public string DiarySchduleSN = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 说明
         /// </summary>
         public string Description = string.Empty;
         /// <summary>
         /// Visit
         /// </summary>
         public string Location = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 移动开始时间
         /// </summary>
         public string FromTime = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 移动终止时间
         /// </summary>
         public string ToTime = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 分类
         /// </summary>
         public SchduleTypeEnum SchduleType = SchduleTypeEnum.Other;
         /// <summary>
         /// 图片
         /// </summary>
         public string UploadImgUrl = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 分类中文
         /// </summary>
         /// <param name="c"></param>
         /// <returns></returns>
         public static string GetSchduleTypeEnumChinese(SchduleTypeEnum c)
         {
             string SchduleTypeEnumChinese = string.Empty;
             switch (c)
             {
                 case SchduleTypeEnum.Traffic:
                     SchduleTypeEnumChinese = "交通";
                     break;
                 case SchduleTypeEnum.Visit:
                     SchduleTypeEnumChinese = "参观";
                     break;
                 case SchduleTypeEnum.Shopping:
                     SchduleTypeEnumChinese = "购物";
                     break;
                 case SchduleTypeEnum.Catering:
                     SchduleTypeEnumChinese = "饮食";
                     break;
                 //case SchduleTypeEnum.Rest:
                 //    SchduleTypeEnumChinese = "休息";
                 //    break;
                 //case SchduleTypeEnum.Certificates:
                 //    SchduleTypeEnumChinese = "手续";
                 //    break;
                 case SchduleTypeEnum.Other:
                     SchduleTypeEnumChinese = "其他";
                     break;
                 default:
                     break;
             }
             return SchduleTypeEnumChinese;
         }
         /// <summary>
         /// 分类枚举
         /// </summary>
         public enum SchduleTypeEnum
         {
             /// <summary>
             /// 交通
             /// </summary>
             Traffic,
             /// <summary>
             /// 参观
             /// </summary>
             Visit,
             /// <summary>
             /// 饮食
             /// </summary>
             Catering,
             /// <summary>
             /// 购物
             /// </summary>
             Shopping,
             ///// <summary>
             ///// 休息
             ///// </summary>
             //Rest,
             ///// <summary>
             ///// 手续
             ///// </summary>
             //Certificates,
             /// <summary>
             /// 其他
             /// </summary>
             Other
         }
         /// <summary>
         /// 备注
         /// </summary>
         public string Comments = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 是否为一个备选方案
         /// </summary>
         public bool IsBack = false;
         /// <summary>
         /// 消费记录
         /// </summary>
         public List<Consumption.ConsumptionAbstract> ConsumptionList = new List<Consumption.ConsumptionAbstract>();
         /// <summary>
         /// 添加详细行程
         /// </summary>
         /// <param name="info"></param>
         public static void Insert(DetailScheduleInfoBase info, string CreateUserName)
         {
             Operater.InsertRec(Prefix, CollectionName, info, CreateUserName);
         }
         /// <summary>
         /// 通过序列号获得概要对象
         /// </summary>
         /// <param name="SN"></param>
         public static DetailScheduleInfoBase GetDetailScheduleBySN(string DetailScheduleSN)
         {
             var query = Query.EQ("_id", DetailScheduleSN);
             return Operater.GetFirstRec<DetailScheduleInfoBase>(CollectionName, query);
         }
         /// <summary>
         /// 更新概要对象
         /// </summary>
         /// <param name="newobj"></param>
         public static void Update(DetailScheduleInfoBase newobj, string UserName)
         {
             Operater.UpdateRec(CollectionName, newobj, UserName);
         }
     }
 }

某一个子类的代码如下

 namespace Common.Schedule
 {
     public class Traffic : DetailScheduleInfoBase
     {
         public Traffic()
         {
             SchduleType = SchduleTypeEnum.Traffic;
         }
         /// <summary>
         /// 移动开始地址
         /// </summary>
         public string MoveFromLocation = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 移动终止地址
         /// </summary>
         public string MoveToLocation = string.Empty;
         /// <summary>
         /// 交通手段
         /// </summary>
         public TrafficTypeEnum TrafficType = TrafficTypeEnum.Walk;
         /// <summary>
         /// 交通手段枚举
         /// </summary>
         public enum TrafficTypeEnum
         {
             /// <summary>
             /// 步行
             /// </summary>
             Walk,
             /// <summary>
             /// 出租
             /// </summary>
             Taxi,
             /// <summary>
             /// 巴士
             /// </summary>
             Bus,
             /// <summary>
             /// 捷运
             /// </summary>
             JieYun,
             /// <summary>
             /// 台铁
             /// </summary>
             Train,
             /// <summary>
             /// 高铁
             /// </summary>
             SpeedTrain,
             /// <summary>
             /// 飞机
             /// </summary>
             AirPlane,
             /// <summary>
             /// 轮船
             /// </summary>
             Ship
         }
         /// <summary>
         /// 交通手段中文
         /// </summary>
         /// <param name="c"></param>
         /// <returns></returns>
         public static string GetTrafficTypeEnumChinese(TrafficTypeEnum c)
         {
             string CurrencyEnumChinese = string.Empty;
             switch (c)
             {
                 case TrafficTypeEnum.Walk:
                     CurrencyEnumChinese = "步行";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.Taxi:
                     CurrencyEnumChinese = "出租";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.Bus:
                     CurrencyEnumChinese = "巴士";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.JieYun:
                     CurrencyEnumChinese = "捷运";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.Train:
                     CurrencyEnumChinese = "台铁";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.SpeedTrain:
                     CurrencyEnumChinese = "高铁";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.AirPlane:
                     CurrencyEnumChinese = "飞机";
                     break;
                 case TrafficTypeEnum.Ship:
                     CurrencyEnumChinese = "轮船";
                     break;
                 default:
                     break;
             }
             return CurrencyEnumChinese;
         }
     }
 }

基类和子类可以存放在同一个数据集里面

1.注意 _t 字段，这里保存着基类的类型，如果是子类的话，这个字段是空的。

2.编码的时候请注意，子类和基类 保存/序列化 的时候不会出现什么问题，但是读取/反序列化的时候，一定会出现错误。

请在基类上增加这样的特性标签

  [BsonKnownTypes(typeof(Traffic), typeof(Visit), typeof(Shopping), typeof(Catering))]

这样的话，实际上是为系统注册了基类和子类关系，就可以正确的反序列化了。

我们是否要将一个巨大的对象保存为一个数据文档（数据文档在MongoDB里面是一条记录的意思）

一个巨大的对象，往往是一个树型结构的数据。

例如，一个旅行行程表，它包含了一个行程概要，一个礼物列表，一个[每日行程列表]，一个事前准备列表。

每一个  [每日行程列表] 又包含了 【详细行程】列表，【详细行程】中又包含了【消费明细】等等。

这样的话，一个行程就是一个巨大的对象（巨大的树形结构数据），当然，MongoDB是支持将整棵树作为一个数据文档，一下子保存到数据库中去的。

（每一个数据文档的大小是有限制的，但是那个限制也是一个天文数字，我想没有人会把整部三国演义作为一个对象放到数据库里面去的吧）

不过，这样对于数据库的管理将是一个巨大的灾难，这个灾难不仅仅是在数据进行更新时候，更新命令将会变得很复杂，而且会在各种聚合操作的时候，将会遍历所有的数据对象。

这里使用了一种折衷的办法，将一个3层或者4层的结构，拆分为两个数据表，一个里面包含上面两层数据，然后做一个摘要结构，包含着下两层信息的一个简报。一些简单的信息直接从简版里面读取。

下两层则放置在另一个数据库中。只有在需要详细数据的时候才读取出来呈现在界面上。

这里的设计也就是一个数据存储的粒度的设计，粒度太小，就退化为关系型数据库。反之则每次更新将涉及整棵文档树。粒度设计是MongoDB的一个难点。

2.将MongoDB作为文件服务器使用

MongoDB的Grid File System特性就是一个内置的文件存储空间。你可以像管理数据一样管理文件。

对于文件的读取，其实很简单

C#驱动的Download和Upload方法提供了读取和保存文件的方法

         /// <summary>
         /// 保存文件
         /// </summary>
         /// <param name="file"></param>
         /// <param name="Username"></param>
         /// <returns></returns>
         public static string InsertFile(HttpPostedFile file, string Username)
         {
             string Mongofilename = Username + "_" + System.DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHHmmss") + "_" + file.FileName;
             MongoGridFS gfs = innerFileServer.GetGridFS(new MongoGridFSSettings());
             gfs.Upload(file.InputStream, Mongofilename);
             return Mongofilename;
         }
         /// <summary>
         /// 获得文件
         /// </summary>
         /// <param name="stream"></param>
         /// <param name="filename"></param>
         public static void GetFile(Stream stream,string filename)
         {
             MongoGridFS gfs = innerFileServer.GetGridFS(new MongoGridFSSettings());
             gfs.Download(stream,filename);
         }

当然，我们想做的事情是让IIS请求图片的时候，不走静态文件这条路，而是从数据库里面读取文件。

这里我们要自定义 http Handler

a.修改 webconfig

注意，经典模式和集成模式是不同的

我们让系统对于图片文件，用我们自定义的方法进行处理，JPG，GIF，PNG的响应使用ImageServer类来处理

  <system.webServer>
    <handlers>
      <add name="ImageServerJPG" path="*.jpg" verb="GET" type="TaiWanTripPlanSite.ImageServer" />
      <add name="ImageServerGIF" path="*.gif" verb="GET" type="TaiWanTripPlanSite.ImageServer" />
      <add name="ImageServerPNG" path="*.png" verb="GET" type="TaiWanTripPlanSite.ImageServer" />
    </handlers>
  </system.webServer>

b.ImageServer

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;

namespace TaiWanTripPlanSite
{
    public class ImageServer : IHttpHandler
    {
        public bool IsReusable
        {
            get { return true; }
        }

        public void ProcessRequest(HttpContext context)
        {
            var url = context.Request.Url.LocalPath.Split("/".ToCharArray());
            var filename = url.Last();
            ///设置为最大时间，图片都是统一的文件名字，不会重复
            context.Response.Expires = int.MaxValue;
            Common.Database.Operater.GetFile(context.Response.OutputStream, filename);
        }
    }
}

这里需要注意的是，一定要设定过期时间，不然的话，浏览器将不能使用缓存图片，每次访问同样的资源将进行全量下载。

这里将过期时间设定为最大值，图片资源将永不过期。

总结

这篇文章只是提供了一个使用MongoDB作为数据库和文件服务的方案，对于性能没有任何的测试。

阶层型数据库需要在粒度上进行总体的规划和设计。对于MongoDB，可以使用内置的文件服务功能，他对于同名文件，支持版本管理功能。

如果有人愿意，可以进行一个压力测试，看一下MongoDB的性能如何。

MongoDB的强大在于分布式，分片，副本等高级功能。这里只是抛砖引玉。

欢迎和大家一起学习MongoDB，讨论MongoDB

（本人已经接受英国某出版社的委托，作为志愿者Review MongoDB的视频课程）

本文网站： 笔者花了一个星期的作品，使用UIKit组件，webform，mongodb数据库，仅供参考，让前端大牛见笑了。

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