Знакомство со Spring Data MongoDB

Проект Spring Data позволяет упростить взаимодействие Spring-приложений с источниками данных, в частности с популярной NoSQL базой MongoDB.

В современном мире очень важно создать и запустить приложение как можно скорее. Также приложение должно быть простым в разработке и легко поддерживаться.

Spring – как раз такой фреймворк, который обеспечивает простоту интеграции со множеством других различных фреймворков, что упрощает разработку приложения с использованием Spring. Одной из таких интеграций является интеграция Spring с MongoDB.

Проверить свои знания разработки на Spring Framework

В этом уроке мы обсудим комбинацию самого известного java-фреймворка «Spring» и самой известной NoSQL системы управления базами данных (СУБД) «MongoDB». MongoDB – это документоориентированная NoSQL СУБД, которая хранит данные в JSON-подобном формате.

Интеграция Spring Data и MongoDB предоставляется Spring для облегчения взаимодействия обоих и удобства разработчиков, избавляя от необходимости написания множества запросов для вставки, обновления и удаления.

Ниже приведены некоторые из возможностей, предоставляемых проектом Spring Data MongoDB:

1. Spring Data позволяет использовать как класс @Configuration, так и XML-конфигурацию.
2. Иерархия исключений Data Access Spring используется для трансляции исключения.
3. Интегрированное сопоставление между Java POJO и документом MongoDB.
4. Класс MongoTemplate, который упрощает использование распространенных операций MongoDB.
5. В дополнение к MongoTemplate, можно использовать классы MongoReader и MongoWriter для низкоуровневого отображения.

Лучший способ понять любую технологию – это использовать ее на практике, и это именно то, что мы собираемся сейчас сделать.
Давайте создадим простую программу, чтобы подробно ознакомиться со Spring Data MongoDB.

Технологии и инструменты

Посмотрим на технологии и инструменты, которые мы будем использовать для создания программы.

1. Eclispe Oxygen.2 Release (4.7.2);
2. Java – версия 9.0.4;
3. Gradle – 4.6;
4. MongoDB server – 3.6;
5. MongoCompass – 3.6;
6. SpringDataMongoDB – 2.0.5-RELEASE.

Структура проекта

Структура нашего проекта будет выглядеть так, как показано ниже.

Структура проекта для Spring Data MongoDB

Gradle-проект будет иметь структуру, показанную выше. В случае pom.xml структура проекта будет немного отличаться.

Программа

В рамках этой программы мы постараемся выполнить нижеуказанные задачи.

1. Сохранение объекта в MongoDB.
2. Обновление объекта в MongoDB.
3. Удаление объекта из MongoDB.
4. Получение всех объектов из MongoDB.

Давайте теперь разберем все компоненты программы. Прежде всего, мы начнем с зависимостей и jar-файлов, необходимых для программы.

Gradle

Мы используем Gradle для сборки как часть программы. Файл build.gradle будет выглядеть так, как показано ниже.

apply plugin: 'java'
repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
   compile group: 'org.springframework.data', name: 'spring-data-mongodb', version: '2.0.5.RELEASE'
   implementation 'com.google.guava:guava:23.0'
   testImplementation 'junit:junit:4.12'
}

В вышеприведенном файле build.gradle в строке apply plugin: 'java' сообщается, какой плагин необходимо установить. В нашем случае это Java-плагин.

Тег repositories {} сообщает о репозитории, из которого должны быть подтянуты зависимости. Мы выбрали mavenCentral, чтобы подтянуть зависимые jar-файлы. Мы также можем использовать jcenter для подтягивания соответствующих зависимых jar-файлов.

Тег dependencies {} используются для предоставления необходимых данных о jar-файлах, которые нужно подтянуть для проекта.

Конфигурация для Spring Data MongoDB

Чтобы использовать конфигурацию MongoDB, нам нужно реализовать класс AbstractMongoConfiguration. Класс MongoConfig.java будет выглядеть так, как показано ниже. Здесь мы используем аннотации вместо xml. Но XML можно также использовать для настройки конфигурации.

Реализация класса MongoConfig.java:

package com.tutorial.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.mongodb.config.AbstractMongoConfiguration;
import com.mongodb.MongoClient;

@Configuration
public class MongoConfig extends AbstractMongoConfiguration {

  @Override
  public String getDatabaseName() {
    return "local";
  }

  @Override
  @Bean
  public MongoClient mongoClient() {
    return new MongoClient("127.0.0.1");
  }
}

@Configuration используется для определения класса MongoConfig.java в качестве класса конфигурации. @Bean определяет бин MongoClient.

Класс модели

Теперь рассмотрим класс модели. Мы используем student.java в качестве класса модели, который содержит атрибуты для Student, такие как Name и Age. Класс модели Student.java используется для отображения POJO в коллекцию MongoDB

Класс модели Student:

package com.tutorial.model;

import org.springframework.data.annotation.Id;
import org.springframework.data.mongodb.core.mapping.Document;

@Document(collection = "students")
public class Student {
  public Student(String studentName, int studentAge) {
    this.studentName = studentName;
    this.studentAge = studentAge;
  }
  @Id
  private String id;
  String studentName;
  int studentAge;

  public String getStudentName() {
    return studentName;
  }

  public void setStudentName(String studentName) {
    this.studentName = studentName;
  }

  public int getStudentAge() {
    return studentAge;
  }

  public void setStudentAge(int studentAge) {
    this.studentAge = studentAge;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return String.format(
             "Student[id=%s, studentName='%s', 
             studentAge="+studentAge+"]",
             id, studentName);
  }    
}

@Document определяет документ. Свойство collection определяет коллекцию, которая будет использоваться для сопоставления с коллекцией. Все атрибуты, которые упоминаются как часть коллекции, должны быть доступны в классе POJO. @Id определяет идентификатор коллекции.

CRUD-операции

Чтобы выполнять операции CRUD (сокр. от create, read, update, delete), такие как сохранение, обновление, удаление и получение данных из MongoDB, мы будем использовать MongoOperations.

Теперь давайте посмотрим на класс MongoDBPOperations.java. Этот класс содержит реализацию всех методов CRUD-операций.

Класс MongoDBPOperations, который будет использоваться для выполнения CRUD-операций:

package com.tutorial;

import java.util.List;

import org.springframework.data.mongodb.core.MongoOperations;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Query;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Update;

import com.tutorial.model.Student;

public class MongoDBPOperations {

  public void saveStudent(MongoOperations mongoOperation, Student student) {	
    mongoOperation.save(student);
    System.out.println("Student saved successfully");
    // student object got created with id.
    System.out.println("student : " + student);
  }
	
  public void searchStudent(MongoOperations mongoOperation, String critera,String value) {
    // query to search student
    Query searchStudent = new Query(Criteria.where(critera).is(value));

    // find student based on the query
    Student resultStudent = mongoOperation.findOne(searchStudent, Student.class);
    System.out.println("Student found!!");
    System.out.println("Student details: " + resultStudent);
  }
	
  public void updateStudent(MongoOperations mongoOperation, String critera,String value, String updateCriteria, String updateValue) {
    // query to search student
    Query searchStudent = new Query(Criteria.where(critera).is(value));
    mongoOperation.updateFirst(searchStudent, Update.update(updateCriteria, updateValue),
                               Student.class);
    System.out.println("Student got updated successfully");
  }

  public void getAllStudent(MongoOperations mongoOperation) {
    List listStudent = mongoOperation.findAll(Student.class);
    for(Student student:listStudent) {
      System.out.println("Student = " + student);
    }
  }

  public void removeStudent(MongoOperations mongoOperation, String critera,String value) {
    Query searchStudent = new Query(Criteria.where(critera).is(value));
    mongoOperation.remove(searchStudent, Student.class);
    System.out.println("Student removed successfully!! ");
  }
}

Самым важным классом Java-программы является класс, который содержит метод main.

Класс приложения

Главным классом, который содержит метод main, является класс Application.java. Мы будем использовать его для вызова методов из класса MongoDBPOperations.

Класс приложения для вызова методов класса MongoDBPOperations:

package com.tutorial;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.data.mongodb.core.MongoOperations;
import com.tutorial.config.MongoConfig;
import com.tutorial.model.Student;


public class Application {
	
  public static void main (String[] args) {
		
    // For Annotation
    ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(MongoConfig.class);
    MongoOperations mongoOperation = (MongoOperations) ctx.getBean("mongoTemplate");
    MongoDBPOperations ops = new MongoDBPOperations();

    Student student = new Student("John", 15);
				
    //save student
    ops.saveStudent(mongoOperation, student);

    // get student based on search criteria
    ops.searchStudent(mongoOperation, "studentName", "John");
				
    //update student based on criteria
    ops.updateStudent(mongoOperation, "StudentName", "John", "studentAge", "18");
    // get student based on search criteria
    ops.searchStudent(mongoOperation, "studentName", "John");
				
    // get all the students
    ops.getAllStudent(mongoOperation);
				
    //remove student based on criteria
    ops.removeStudent(mongoOperation, "studentName", "John");
    // get all the students
    ops.getAllStudent(mongoOperation);			
  }	
}

Давайте посмотрим шаг за шагом на операции, которые выполняются в классе Application.java:

1. Мы создаем ApplicationContext. Это связано с необходимостью загрузки конфигурации.
2. Кроме того, создан объект MongoOperations для загрузки компонента MongoTemplate.
3. Объект MongoDBOperations предоставляет доступ к методам выполнения различных операций MongoOperation.
4. Создан объект Student с именем John и возрастом 15.
5. Мы вызываем метод saveMethod класса MongoDBOperations и передаем необходимые параметры для сохранения объекта в базе данных.
6. Точно так же мы вызываем различные методы MongoDBOperations один за другим.

Автор статьи: Anand Kumar

Запуск программы

Наконец, давайте теперь запустим программу как Java-приложение. Щелкните правой кнопкой мыши на Application.java -> Run as -> Java Application.

Следующий результат появится в консоли.

Консольный вывод после запуска программы

Теперь давайте закомментируем команду для удаления объекта. MongoDB будет успешно хранить данные.

Класс после комментирования методов удаления:

package com.tutorial;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.data.mongodb.core.MongoOperations;
import com.tutorial.config.MongoConfig;
import com.tutorial.model.Student;


public class Application {
	
  public static void main (String[] args) {
		
    // For Annotation
    ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(MongoConfig.class);
    MongoOperations mongoOperation = (MongoOperations) ctx.getBean("mongoTemplate");
    MongoDBPOperations ops = new MongoDBPOperations();

    Student student = new Student("John", 15);
				
    //save student
    ops.saveStudent(mongoOperation, student);

    // get student based on search criteria
    ops.searchStudent(mongoOperation, "studentName", "John");
				
    //update student based on criteria
    ops.updateStudent(mongoOperation, "StudentName", "John", "studentAge", "18");
    // get student based on search criteria
    ops.searchStudent(mongoOperation, "studentName", "John");
				
    // get all the students
    ops.getAllStudent(mongoOperation);
				
    //remove student based on criteria
    //ops.removeStudent(mongoOperation, "studentName", "John");
    // get all the students
    //ops.getAllStudent(mongoOperation);		
  }	
}

После внесения изменений в программу давайте ее перезапустим. В консоли появится следующее:

Консоль, когда операция удаления закомментирована

В результате комментирования команды удаления MongoDB будет хранить данные и, следовательно, выглядеть, как показано ниже:

MongoDB вывод после выполнения команды сохранения и обновления

Скачайте Eclipse-проект

Это был пример Spring Data MongoDB.

Вы можете скачать весь исходный код этого примера здесь.

Еще больше полезных материалов:

• Spring для начинающих: наиболее полный видеокурс
• Большая подборка книг, видео и статей для Java Junior
• 8 крутых Youtube-каналов, которые помогут изучить Java
• NoSQL базы данных: работаем с данными правильно