如何安放你的大文件，MongoDB GridFS可以帮助你

1 简介

众所周知（你不知也当你知），MongoDB是以文档（Document）组织数据的。除了常用于存储Json数据，它也是可以存储普通文件的。我们可以把一些文件以BSOON的格式存入MongoDB，十分方便，比较说图片、文本文件等。但MongoDB的BSON Document有大小限制，最大不能超过16MB。这对我们存储大文件是不方便的。还好，MongoDB为我们提供了GridFS文件存储组件，让我们可以存储超过16MB的文件，小文件当然也可以了。接下来让我们一起学习一下这个GridFS存储。

2 基本原理与概念

GridFS原理比较简单，就是把大文件拆成小文件来存储而已。当我们存入一个文件时，默认使用集合fs.files和fs.chunks来存储文件。其中fs.files存储的是文件的信息，fs.chunks用来存放文件内容，以BSON格式存放。

fs.files的一条记录如下：

{
    "_id" : ObjectId("5ec6b44af3760d5999bd1c91"),
    "length" : NumberLong(1048576),
    "chunkSize" : 261120,
    "uploadDate" : ISODate("2020-05-21T17:03:06.217Z"),
    "filename" : "pkslow.txt",
    "metadata" : {}
}

字段解释：

_id：主键ID；

length：文件大小；

chunkSize：chunk的大小，决定要分几个chunk来存放文件；

uploadDate：文件上传时间；

filename：文件名；

metadata：文件其它信息，可以自定义加上，这样有利于后续的检索和使用等。

fs.chunks的一条记录如下：

{
    "_id" : ObjectId("5ec6b44af3760d5999bd1c94"),
    "files_id" : ObjectId("5ec6b44af3760d5999bd1c91"),
    "n" : 2,
    "data" : { "$binary" : "xxxxxxxxx", "$type" : "00" }
}

字段解释：

_id：主键ID；

files_id：所存内容对应的文件ID，可以看到与fs._id的值是一样的；

n：第几个chunk的索引，从0开始；

data：文件内容；

从感观上看了两个集合的字段，相信大家基本知道GridFS是怎么组织数据的了。当我们存入一个文件时，如果文件较小，小于chunkSize，则会把文件信息存入fs.files，只有一条记录；文件内容会存入fs.chunks，也只有一条记录。如果存的文件大于chunkSize，也会在fs.files生成一条记录，但在fs.chunks中会生成多条记录来存放文件内容。如下图所示：

MongoDB为我们建立了相关索引，可以加速查询，如fs.files的文件名和上传时间；fs.chunks的文件ID和n。

3 常用mongofiles命令

讲了基本原理，我们来实际操作一下，使用MongoDB给我们准备好的命令来做一些操作。当然，首先要有一个安装好的数据库，可以参考《用Docker安装一个MongoDB最新版玩玩》。

我们都是使用mongofiles命令进行操作的，需要指定比较多的参考，例如下面的命令用于列出所有文件：

mongofiles --username user --password 123456 --host 127.0.0.1 --port 27017 --authenticationDatabase admin --db testdb list

为了不要每次都输入这么长的命令，我们加个别名：

alias mf='mongofiles --username user --password 123456 --host 127.0.0.1 --port 27017 --authenticationDatabase admin --db testdb'

列出文件：

mf list

存入文件：存入的文件名与本地文件名一样。

mf put pksow.txt

读取文件：

mf get pkslow.txt

查找文件：

mf search pkslow

删除文件：

mf delete pkslow.txt

指定自定义文件名：

mf --local pkslow.txt put /com/pkslow.txt

4 总结

发挥你的想象力，GridFS能做的事很多，存图片、音频、视频等，有时我们只想查看大文件的部分内容，也能方便实现。

注：本文使用的MongoDB版本为4.2.1。

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