第六课：数据库集成：MongoDB与Mongoose技术应用

本文详细介绍了如何在Node.js应用程序中集成MongoDB数据库，并使用Mongoose库进行数据操作。我们将涵盖MongoDB在Ubuntu 20系统中的安装、Bash命令的CRUD操作、Mongoose数据建模（Schema/Model）、关联查询与聚合管道，以及实战案例------用户注册系统的开发。通过本文，你将掌握Node.js与MongoDB集成的完整流程。

1. MongoDB在Ubuntu 20系统中安装与Bash命令的CRUD操作

1.1 MongoDB安装

在Ubuntu 20系统中安装MongoDB，你可以通过以下步骤进行：

方法一：直接安装

导入公共GPG密钥

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wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-7.0.asc | sudo apt-key add -

创建MongoDB源列表文件

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echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu focal/mongodb-org/7.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-7.0.list

更新软件包列表并安装MongoDB

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sudo apt-get update

sudo apt-get install -y mongodb-org

启动MongoDB服务

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sudo systemctl start mongod

sudo systemctl enable mongod

方法二：使用Docker镜像

如果你更喜欢使用Docker来管理MongoDB，可以使用以下命令：

bash 复制代码

docker pull mongo

docker run -itd --name mongo_latest -p 27017:27017 mongo

然后，你可以通过docker exec -it mongo_latest mongosh 进入MongoDB shell。

1.2 Bash命令的CRUD操作

增操作

bash 复制代码

mongo

use myDatabase

db.users.insert({name: "deming_su", age: 22, email: "deming_su@163.com"})

查操作

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db.users.find()

更操作

bash 复制代码

db.users.updateOne({name: "deming_su"}, {$set: {age: 23}})

删操作

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db.users.deleteOne({name: "deming_su"})

2. Mongoose数据建模（Schema/Model）

2.1 Mongoose安装

首先，确保你的Node.js环境已经安装完毕，然后通过npm安装Mongoose：

bash 复制代码

npm install mongoose

2.2 定义Schema

Schema是Mongoose中用于定义文档结构的蓝图。以下是一个简单的用户Schema示例：

javascript 复制代码

const mongoose = require('mongoose');

const userSchema = new mongoose.Schema({
    id: String,
    name: String,
    age: Number,
    email: {
        type: String,
        unique: true
    }
});

2.3 创建Model

Model是Schema的编译版本，用于创建和操作数据库中的文档。你可以使用mongoose.model方法创建Model：

javascript 复制代码

const User = mongoose.model('User', userSchema);

2.4 CRUD操作

使用Mongoose进行CRUD操作非常简单。以下是一些示例：

增操作

javascript 复制代码

const mongoose = require('mongoose');
const User = require('./models/user');

mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/myDatabase', {
    useNewUrlParser: true,
    useUnifiedTopology: true
});

const newUser = new User({id: "deming_su", name: "deming_su", age: 28, email: "deming_su@163.com"});

newUser.save();

查操作

javascript 复制代码

User.find({id: "deming_su"}, (err, users) => {
    if (err) {
        console.error(err);
    } else {
        console.log(users);
    }
});

更操作

javascript 复制代码

User.findByIdAndUpdate('deming_su', {$set: {age: 29}}, (err, user) => {
    if (err) {
        console.error(err);
    } else {
        console.log(user);
    }
});

删操作

javascript 复制代码

User.findByIdAndDelete('deming_su', (err, user) => {
    if (err) {
        console.error(err);
    } else {
        console.log(user);
    }
});

3. 关联查询与聚合管道

3.1 关联查询

在MongoDB中，关联查询通常通过$lookup操作符在聚合管道中实现。假设我们有两个集合：users和orders，每个订单都属于一个用户，我们可以通过user_id字段进行关联查询。

javascript 复制代码

User.aggregate([
    {
        $lookup: {
            from: 'orders',
            localField: '_id',
            foreignField: 'user_id',
            as: 'orders'
        }
    }
]).exec((err, users) => {
    if (err) {
        console.error(err);
    } else {
        console.log(users);
    }
});

3.2 聚合管道

聚合管道允许你对集合中的文档进行一系列复杂的转换和聚合操作。以下是一个简单的聚合管道示例，用于统计每个用户的订单总数：

javascript 复制代码

Order.aggregate([
    {
        $group: {
            _id: '$user_id',
            totalOrders: { $sum: 1 }
        }
    }
]).exec((err, results) => {
    if (err) {
        console.error(err);
    } else {
        console.log(results);
    }
});

4. 实战：用户注册系统开发

4.1 系统设计

用户注册系统需要实现以下功能：

用户注册：收集用户信息（如用户名、密码、邮箱等）并保存到数据库。
用户登录：验证用户信息并登录系统。
用户注销：清除用户会话并注销系统。

4.2 数据建模

首先，我们需要定义用户数据模型。使用Mongoose，我们可以创建一个简单的用户Schema：

javascript 复制代码

const mongoose = require('mongoose');
 
const userSchema = new mongoose.Schema({
    username: {
        type: String,
        required: true,
        unique: true
    },
    password: {
        type: String,
        required: true
    },
    email: {
        type: String,
        required: true,
        unique: true
    }
});

4.3 实现注册功能

前端（HTML + JavaScript）

html 复制代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>User Registration</title>
</head>
<body>
    <form id="registerForm">
        <label for="username">Username:</label>
        <input type="text" id="username" name="username" required><br><br>
        <label for="password">Password:</label>
        <input type="password" id="password" name="password" required><br><br>
        <label for="email">Email:</label>
        <input type="email" id="email" name="email" required><br><br>
        <button type="submit">Register</button>
    </form>
 
    <script>
        document.getElementById('registerForm').addEventListener('submit', async function(event) {
            event.preventDefault();
            const username = document.getElementById('username').value;
            const password = document.getElementById('password').value;
            const email = document.getElementById('email').value;
 
            const response = await fetch('/register', {
                method: 'POST',
                headers: {
                    'Content-Type': 'application/json'
                },
                body: JSON.stringify({ username, password, email })
            });
 
            const result = await response.json();
            if (result.success) {
                alert('Registration successful!');
            } else {
                alert('Registration failed: ' + result.message);
            }
        });
    </script>
</body>
</html>

后端（Node.js + Express + Mongoose）

javascript 复制代码

const express = require('express');
const mongoose = require('mongoose');
const bodyParser = require('body-parser');
 
const app = express();
const port = 3000;
 
mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/userRegistration', {
    useNewUrlParser: true,
    useUnifiedTopology: true
});
 
app.use(bodyParser.json());
 
const User = require('./models/user');
 
app.post('/register', async (req, res) => {
    const { username, password, email } = req.body;
 
    try {
        const user = new User({ username, password, email });
        await user.save();
        res.json({ success: true });
    } catch (err) {
        res.json({ success: false, message: err.message });
    }
});
 
app.listen(port, () => {
    console.log(`Server is running on http://localhost:${port}`);
});

4.4 实现登录和注销功能

登录和注销功能的实现与注册类似，这里不再赘述。你可以参考上述代码，通过发送POST请求到/login和/logout端点来实现用户登录和注销功能。

结语

通过本文，你了解了如何在Node.js应用程序中集成MongoDB数据库，并使用Mongoose库进行数据操作。我们涵盖了MongoDB的安装、Bash命令的CRUD操作、Mongoose数据建模、关联查询与聚合管道，以及实战案例------用户注册系统的开发。希望这些内容对你有所帮助，让你能够更好地掌握Node.js与MongoDB的集成技术。

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