Nodejs+Express学习二（Mongoose基础了解）

Posted 2020-09-10

原文链接：https://segmentfault.com/a/1190000005783972

学习Node注定少不了与数据库打交道，而MongoDB和Node可以说是绝配，这篇主要是简单介绍Mongoose这个模块。
由于本人也是边学边写的这篇文章，绝对会有新手的味道，请大神看到这里就表往下看了。

名词介绍
稍微翻阅下mongoose文档就会看到Schema、Model、Entity这几个名词，文章主要围绕这几个词展开，所以有必要解释一下：

Schema：一种以文件形式存储的数据库模型骨架，不具备数据库的操作能力
Model：由Schema发布生成的模型，具有抽象属性和行为的数据库操作对
Entity ：由Model创建的实体，他的操作也会影响数据库

我们在写这些代码时，尽量用严格的命名方式来区别不同对象：

var PersonSchema;   //Person的文本属性
var PersonModel;    //Person的数据库模型
var PersonEntity;   //Person实体

Schema、Model、Entity的关系请牢记，Schema生成Model，Model创造Entity，Model和Entity都可对数据库操作造成影响，但Model比Entity更具操作性。

下面正式步入正题：
首先你必须安装MongoDB和NodeJS
安装完成MongoDB后，创建一个名为test的数据库（这里不介绍怎么安装MongoDB，可以猛点这里查看MongoDB安装）
在项目中创建一个数据库连接，如下:

var mongoose = require(‘mongoose‘);    //引用mongoose模块
var db = mongoose.createConnection(‘localhost‘,‘test‘); //创建一个数据库连接

打开本机localhost的test数据库时，我们可以监测是否有异常

db.on("error",console.error.bind(console,"连接错误:"));
db.once("open",function(){
  //一次打开记录
});

定义一个Schema

var PersonSchema = new mongoose.Schema({
  name:String   //定义一个属性name，类型为String
});

将该Schema发布为Model

var PersonModel = db.model(‘Person‘,PersonSchema);
//如果该Model已经发布，则可以直接通过名字索引到，如下：
//var PersonModel = db.model(‘Person‘);
//如果没有发布，上一段代码将会异常

我们甚至可以为此Schema创建方法

//为Schema模型追加speak方法
PersonSchema.methos.speak = function(){
  console.log(‘我的名字叫‘+this.name);
}
var PersonModel = db.model(‘Person‘,PersonSchema);
var personEntity = new PersonModel({name:‘Krouky‘});
personEntity.speak();//我的名字叫Krouky

Entity是具有具体的数据库操作CRUD的

personEntity.save();  //执行完成后，数据库就有该数据了

如果要执行查询，需要依赖Model，当然Entity也是可以做到的

PersonModel.find(function(err,persons){
  //查询到的所有person
});

逐一介绍

Schema——纯洁的数据库原型

• 我理解Schema仅仅只是一断代码，他书写完成后程序依然无法使用，更无法通往数据库端

• 他仅仅只是数据库模型在程序片段中的一种表现，或者是数据属性模型

如何定义Schema

var BlogSchema = new Schema({
  title:String,
  author:String
  //new Schema()中传入一个JSON对象，该对象形如 xxx:yyyy ,
  /xxx是一个字符串，定义了属性，yyy是一个Schema.Type，定义了属性类型
});

什么是Schema.Type 
NodeJS中的基本数据类型都属于Schema.Type，另外Mongoose还定义了自己的类型

//举例：
var ExampleSchema = new Schema({
  name:String,
  binary:Buffer,
  living:Boolean,
  updated:Date,
  age:Number,
  mixed:Schema.Types.Mixed, //该混合类型等同于nested
  _id:Schema.Types.ObjectId,  //主键
  _fk:Schema.Types.ObjectId,  //外键
  array:[],
  arrOfString:[String],
  arrOfNumber:[Number],
  arrOfDate:[Date],
  arrOfBuffer:[Buffer],
  arrOfBoolean:[Boolean],
  arrOfMixed:[Schema.Types.Mixed],
  arrOfObjectId:[Schema.Types.ObjectId]
  nested:{
    stuff:String,
  }
});

关于Mixed
Schema.Types.Mixed是Mongoose定义个混合类型，该混合类型如果未定义具体形式。因此,如果定义具体内容，就直接使用{}来定义，以下两句等价

var AnySchema = new Schema({any:{}});
var AnySchema = new Schema({any:Schema.Types.Mixed});

混合类型因为没有特定约束，因此可以任意修改，一旦修改了原型，则必须调用markModified()

person.anything = {x:[3,4,{y:‘change‘}]}
person.markModified(‘anything‘);//传入anything，表示该属性类型发生变化
person.save();

关于ObjectId
主键，一种特殊而且非常重要的类型，每个Schema都会默认配置这个属性，属性名为_id，除非自己定义，方可覆盖

var mongoose = require(‘mongoose‘);
var ObjectId = mongoose.Schema.Types.ObjectId;
var StudentSchema = new Schema({}); //默认会有_id:ObjectId
var TeacherSchema = new Schema({id:ObjectId});//只有id:ObjectId

该类型的值由系统自己生成，从某种意义上几乎不会重复，生成过程比较复杂，有兴趣的朋友可以查看源码。

关于Array
Array在javascript编程语言中并不是数组，而是集合，因此里面可以存入不同的值，以下代码等价：

var ExampleSchema1 = new Schema({array:[]});
var ExampleSchema2 = new Schema({array:Array});
var ExampleSchema3 = new Schema({array:[Schema.Types.Mixed]});
var ExampleSchema4 = new Schema({array:[{}]});

Schema不仅定义了文档结构和使用性能，还可以有扩展插件、实例方法、静态方法、复合索引、文档生命周期钩子

Schema可以定义插件，并且插件具有良好的可拔插性，请有兴趣的读者继续往后阅读或者查阅官方资料。

实例方法 
 有的时候，我们创造的Schema不仅要为后面的Model和Entity提供公共的属性，还要提供公共的方法。

下面例子比快速通道的例子更加高级，可以进行高级扩展：

var PersonSchema = new Schema({name:String,type:String});
//查询类似数据
PersonSchema.methods.findSimilarTypes = function(cb){
  return this.model(‘Person‘).find({type:this.type},cb);
}

使用如下：

var PersonModel = mongoose.model(‘Person‘,PersonSchema);
var krouky = new PersonSchema({name:‘krouky‘,type:‘前端工程师‘});
krouky.findSimilarTypes(function(err,persons){
  //persons中就能查询到其他前端工程师
});   

静态方法 
静态方法在Model层就能使用，如下：

  PersonSchema.statics.findByName = function(name,cb){
    this.find({name:new RegExp(name,‘i‘),cb});
  }
  var PersonModel = mongoose.model(‘Person‘,PersonSchema);
  PersonModel.findByName(‘krouky‘,function(err,persons){
    //找到所有名字叫krouky的人
  });  

索引 
索引或者复合索引能让搜索更加高效，默认索引就是主键索引ObjectId，属性名为_id

虚拟属性
Schema中如果定义了虚拟属性，那么该属性将不写入数据库，例如：

var PersonSchema = new Schema({
  name:{
    first:String,
    last:String
  }
});
var PersonModel = mongoose.model(‘Person‘,PersonSchema);
var krouky = new PersonModel({
  name:{first:‘krouky‘,last:‘han‘}
});

如果每次想使用全名就得这样

console.log(krouky.name.first + ‘ ‘ + krouky.name.last);

显然这是很麻烦的，我们可以定义虚拟属性：

 PersonSchema.virtual(‘name.full‘).get(function(){
  return this.name.first + ‘ ‘ + this.name.last;
});

那么就能用krouky.name.full来调用全名了，反之如果知道full，也可以反解first和last属性

PersonSchema.virtual(‘name.full‘).set(function(name){
  var split = name.split(‘ ‘);
  this.name.first = split[0];
  this.name.last = split[1];
});
var PersonModel = mongoose.model(‘Person‘,PersonSchema);
var krouky = new PersonModel({});
krouky.name.full = ‘krouky han‘;//会被自动分解
console.log(krouky.name.first);//krouky    

配置项 
在使用new Schema(config)时，我们可以追加一个参数options来配置Schema的配置，形如：

var ExampleSchema = new Schema(config,options);

或者使用

var ExampleSchema = new Schema(config);
ExampleSchema.set(option,value);

可供配置项有：safe、strict、capped、versionKey、autoIndex

safe——安全属性（默认安全）

一般可做如下配置：

new Schema({...},{safe:true});

当然我们也可以这样

new Schema({...},{safe:{j:1,w:2,wtimeout:10000}});

j表示做1份日志，w表示做2个副本（尚不明确），超时时间10秒

strict——严格配置（默认启用）

确保Entity的值存入数据库前会被自动验证，如果你没有充足的理由，请不要停用，例子：

var ThingSchema = new Schema({a:String});
var ThingModel = db.model(‘Thing‘,SchemaSchema);
var thing = new Thing({iAmNotInTheThingSchema:true});
thing.save();//iAmNotInTheThingSchema这个属性将无法被存储

如果取消严格选项，iAmNotInTheThingSchema将会被存入数据库该选项也可以在构造实例时使用，例如：

var ThingModel = db.model(‘Thing‘);
var thing1 = new ThingModel(doc,true);  //启用严格
var thing2 = new ThingModel(doc,false); //禁用严格

注意：strict也可以设置为throw，表示出现问题将会抛出错误
shardKey
需要mongodb做分布式，才会使用该属性

capped——上限设置
如果有数据库的批量操作，该属性能限制一次操作的量，例如：

new Schema({...},{capped:1024}); //一次操作上线1024条数据

当然该参数也可是JSON对象，包含size、max、autiIndexId属性

new Schema({...},{capped:{size:1024,max:100,autoIndexId:true}});

versionKey——版本锁 
版本锁是Mongoose默认配置（__v属性）的，如果你想自己定制，如下：

new Schema({...},{versionKey:‘__someElse‘});

此时存入数据库的版本锁就不是__v属性，而是__someElse，相当于是给版本锁取名字。
具体怎么存入都是由Mongoose和MongoDB自己决定，当然，这个属性你也可以去除

new Schema({...},{versionKey:false});

除非你知道你在做什么，并且你知道这样做的后果
更新 
有许多方式来更新文件，以下是常用的传统方式：

PersonModel.findById(id,function(err,person){
  person.name = ‘MDragon‘;
  person.save(function(err){});
}); 

这里，利用Model模型查询到了person对象，该对象属于Entity，可以有save操作，如果使用Model操作，需注意：

PersonModel.findById(id,function(err,person){
  person.name = ‘MDragon‘;
  var _id = person._id; //需要取出主键_id
  delete person._id;    //再将其删除
  PersonModel.update({_id:_id},person,function(err){});
  //此时才能用Model操作，否则报错
}); 

update第一个参数是查询条件，第二个参数是更新的对象，但不能更新主键，这就是为什么要删除主键的原因。 
当然这样的更新很麻烦，可以使用$set属性来配置，这样也不用先查询，如果更新的数据比较少，可用性还是很好的：

PersonModel.update({_id:_id},{$set:{name:‘MDragon‘}},function(err){});

需要注意，Document的CRUD操作都是异步执行，callback第一个参数必须是err，而第二个参数各个方法不一样，update的callback第二个参数是更新的数量，如果要返回更新后的对象，则要使用如下方法

 Person.findByIdAndUpdate(_id,{$set:{name:‘MDragon‘}},function(err,person){
  console.log(person.name); //MDragon
});

类似的方法还有findByIdAndRemove，如同名字，只能根据id查询并作update/remove操作，操作的数据仅一条
新增 
如果是Entity，使用save方法，如果是Model，使用create方法

//使用Entity来增加一条数据
var krouky = new PersonModel({name:‘krouky‘});
krouky.save(callback);
//使用Model来增加一条数据
var MDragon = {name:‘MDragon‘};
PersonModel.create(MDragon,callback);

两种新增方法区别在于，如果使用Model新增时，传入的对象只能是纯净的JSON对象，不能是由Model创建的实体，原因是：由Model创建的实体krouky虽然打印是只有{name:‘krouky‘}，但是krouky属于Entity，包含有Schema属性和Model数据库行为模型。如果是使用Model创建的对象，传入时一定会将隐藏属性也存入数据库，虽然3.x追加了默认严格属性，但也不必要增加操作的报错 
删除 
和新增一样，删除也有2种方式，但Entity和Model都使用remove方法 
Sub Docs
如同SQL数据库中2张表有主外关系，Mongoose将2个Document的嵌套叫做Sub-Docs（子文档）
简单的说就是一个Document嵌套另外一个Document或者Documents:

var ChildSchema1 = new Schema({name:String});
var ChildSchema2 = new Schema({name:String});
var ParentSchema = new Schema({
  children1:ChildSchema1,   //嵌套Document
  children2:[ChildSchema2]  //嵌套Documents
});

Sub-Docs享受和Documents一样的操作，但是Sub-Docs的操作都由父类去执行

var ParentModel = db.model(‘Parent‘,parentSchema);
var parent = new ParentModel({
  children2:[{name:‘c1‘},{name:‘c2‘}]
});
parent.children2[0].name = ‘d‘;
parent.save(callback);

parent在执行保存时，由于包含children2，他是一个数据库模型对象，因此会先保存chilren2[0]和chilren2[1]。
如果子文档在更新时出现错误，将直接报在父类文档中，可以这样处理：

ChildrenSchema.pre(‘save‘,function(next){
  if(‘x‘ === this.name) return next(new Error(‘#err:not-x‘));
  next();
});
var parent = new ParentModel({children1:{name:‘not-x‘}});
parent.save(function(err){
  console.log(err.message); //#err:not-x
});  

查询子文档 
如果children是parent的子文档，可以通过如下方法查询到children

var child = parent.children.id(id);

新增、删除、更新
子文档是父文档的一个属性，因此按照属性的操作即可，不同的是在新增父类的时候，子文档是会被先加入进去的。
如果ChildrenSchema是临时的一个子文档，不作为数据库映射集合，可以这样：

var ParentSchema = new Schema({
  children:{
    name:String
  }
});
//其实就是匿名混合模式

Model 
什么是Model
Model模型，是经过Schema构造来的，除了Schema定义的数据库骨架以外，还具有数据库行为模型，他相当于管理数据库属性、行为的类

如何创建Model
你必须通过Schema来创建，如下：

//先创建Schema
var TankSchema = new Schema({
  name:‘String‘,
  size:‘String‘ 
});
//通过Schema创建Model
var TankModel = mongoose.model(‘Tank‘,TankSchema);

操作Model 
该模型就能直接拿来操作，具体查看API，例如：

var tank = {‘something‘,size:‘small‘};
TankModel.create(tank);

注意： 你可以使用Model来创建Entity，Entity实体是一个特有Model具体对象，但是他并不具备Model的方法，只能用自己的方法。

  //通过Model创建Entity
  var tankEntity = new TankModel(‘someother‘,‘size:big‘);
  tankEntity.save();

Query 
查询是数据库中运用最多也是最麻烦的地方，这里对Query解读的并不完善，仅仅是自己的一点领悟而已。

查询的方式
通常有2种查询方式，一种是直接查询，一种是链式查询（2种查询都是自己命名的）

• 直接查询:在查询时带有回调函数的，称之为直接查询，查询的条件往往通过API来设定，例如：PersonModel.findOne({‘name.last‘:‘dragon‘},‘some select‘,function(err,person){

  //如果err==null，则person就能取到数据

  });具体的查询参数，请查询API

• 链式查询在查询时候，不带回调，而查询条件通过API函数来制定，例如：

     var query = PersonModel.findOne({‘name.last‘:‘dragon‘});
     query.select(‘some select‘);
     query.exec(function(err,pserson){
         //如果err==null，则person就能取到数据
   });
   

  这种方式相对直接查询，分的比较明细，如果不带callback，则返回query，query没有执行的预编译查询语句，该query对象执行的方法都将返回自己，只有在执行exec方法时才执行查询，而且必须有回调。

因为query的操作始终返回自身，我们可以采用更形象的链式写法

Person
  .find({ occupation: /host/ })
  .where(‘name.last‘).equals(‘Ghost‘)
  .where(‘age‘).gt(17).lt(66)
  .where(‘likes‘).in([‘vaporizing‘, ‘talking‘])
  .limit(10)
  .sort(‘-occupation‘)
  .select(‘name occupation‘)
  .exec(callback);
  

Validation

• 验证始终定义在SchemaType中

• 验证是一个内部中间件

• 验证是在一个Document被保存时默认启用的，除非你关闭验证

• 验证是异步递归的，如果你的SubDoc验证失败，Document也将无法保存

• 验证并不关心错误类型，而通过ValidationError这个对象可以访问

验证器

1. required 非空验证

2. min/max 范围验证（边值验证）

3. enum/match 枚举验证/匹配验证

4. validate 自定义验证规则

以下是综合案例：

var PersonSchema = new Schema({
  name:{
    type:‘String‘,
    required:true //姓名非空
  },
  age:{
    type:‘Nunmer‘,
    min:18,       //年龄最小18
    max:120     //年龄最大120
  },
  city:{
    type:‘String‘,
    enum:[‘北京‘,‘上海‘]  //只能是北京、上海人
  },
  other:{
    type:‘String‘,
    validate:[validator,err]  //validator是一个验证函数，err是验证失败的错误信息
  }
});

验证失败
如果验证失败，则会返回err信息，err是一个对象该对象属性如下

err.errors                //错误集合（对象）
err.errors.color          //错误属性(Schema的color属性)
err.errors.color.message  //错误属性信息
err.errors.path             //错误属性路径
err.errors.type             //错误类型
err.name                //错误名称
err.message                 //错误消息

一旦验证失败，Model和Entity都将具有和err一样的errors属性

Middleware中间件
什么是中间件
中间件是一种控制函数，类似插件，能控制流程中的init、validate、save、`remove方法

Serial串行
串行使用pre方法，执行下一个方法使用next调用

var schema = new Schema(...);
schema.pre(‘save‘,function(next){
  //做点什么
  next();
});

Parallel并行 
并行提供更细粒度的操作

var schema = new Schema(...);
schema.pre(‘save‘,function(next,done){
  //下一个要执行的中间件并行执行
  next();
  doAsync(done);
});

中间件特点
一旦定义了中间件，就会在全部中间件执行完后执行其他操作，使用中间件可以雾化模型，避免异步操作的层层迭代嵌套

使用范畴

1. 复杂的验证

2. 删除有主外关联的doc

3. 异步默认

4. 某个特定动作触发异步任务，例如触发自定义事件和通知

例如，可以用来做自定义错误处理

schema.pre(‘save‘,function(next){
  var err = new Eerror(‘some err‘);
  next(err);
});
entity.save(function(err){
  console.log(err.message); //some err
});