第六课：数据库集成：MongoDB与Mongoose技术应用

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本文详细介绍了如何在Node.js应用程序中集成MongoDBhtml" title=数据库>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

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

创建MongoDB源列表文件

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

更新软件包列表并安装MongoDB

sudo apt-get updatesudo apt-get install -y html" title=mongodb>mongodb-org

启动MongoDB服务

sudo systemctl start mongodsudo 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：

docker pull mongodocker 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

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

查操作

db.users.find()

更操作

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

删操作

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：

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">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html" title=数据库>数据库中的文档。你可以使用mongoose.model方法创建Model：

javascript">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">const mongoose = require('mongoose');
const User = require('./models/user');mongoose.connect('html" title=mongodb>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">User.find({id: "deming_su"}, (err, users) => {if (err) {console.error(err);} else {console.log(users);}
});

更操作

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

删操作

javascript">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">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">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html" title=数据库>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">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"><!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">const express = require('express');
const mongoose = require('mongoose');
const bodyParser = require('body-parser');const app = express();
const port = 3000;mongoose.connect('html" title=mongodb>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MongoDBhtml" title=数据库>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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