MongoDB .Net Driver(C#驱动) - 内嵌数组嵌入文档的操作(增加、删除、修改、查询(Linq 分页))...

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一、前言 1. 运行环境二、前期准备工作 1. 创建 MongoDBContext MongoDb操作上下文类2.创建测试类3.创建测试代码三、内嵌数组增加元素操作 1.Update.Set()方法 替换内嵌数组（不推荐使用）2.Update.Push()方法 直接将元素压入内嵌数组（推荐）3. Update.PushEach()方法 将多个元素压入内嵌数组（推荐）四、内嵌数组删除元素操作 1. Update.Set()方法 替换内嵌数组（不推荐使用）2. Update.Pull()方法 Pull删除一个元素（推荐）3. Update.PullFilter()方法 删除过滤器删除元素（推荐）五、内嵌数组修改元素操作 1. Update.Set() Set先查询后修改（不推荐）2. Update.Set() 配合过滤器修改（推荐）六、内嵌数组查找元素操作(Linq) 1. Linq查询一条记录（推荐）2. Linq查询分页 (推荐)七、总结

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一、前言

本教程是入门基础教程，主要是笔者在项目中使用MongoDB .Net官方驱动对MongoDB内嵌文档的操作时遇到了很多不方便的情况，踩了很多的坑，所以单独整理出来一篇文章，来讲一讲笔者踩坑的过程。

笔者水平有限，如有错误还请批评指正！

1. 运行环境

.net版本

.Net Framwork 4.6.2 x64

MongoDb数据库版本

MongoDb 3.6.2 x64

驱动版本

MongoDb Driver 2.5

笔者采用的MongoDB驱动是官方2.5版本驱动，大家可以通过下载GitHub源码自行编译，或者通过NuGet包管理工具安装。 GitHub地址：戳一戳查看、Link NuGet地址：戳一戳查看、Link

本例源码已上传至Gitee

本例源码地址：戳一戳、Link

二、前期准备工作

1. 创建 MongoDBContext MongoDb操作上下文类

创建MongoDBContext操作上下文类,用于连接Mongodb数据库和管理Collection对象 using MongoDB.Bson; using MongoDB.Driver; using System; using System.Collections.Generic; using System.Security.Authentication; using System.Threading.Tasks; namespace MongoDBEmbeddedOperation { public class MongoDbContext { #region Fields /// <summary> /// 缓存Mongodb集合 /// </summary> private Dictionary<string, object> _collectionsMongoDb; #endregion #region Properties /// <summary> /// 数据库连接字符串 /// </summary> public string ConnectionString { get; } /// <summary> /// Mongo客户端设置 /// </summary> public MongoClientSettings Settings { get; } /// <summary> /// 数据库名称 /// </summary> public string DatabaseName { get; } /// <summary> /// Mongo上下文 /// </summary> public IMongoDatabase DbContext { get; } #endregion /// <summary> /// MongoDb数据上下文 /// </summary> /// <param name="connectionString"> /// 连接字符串，如："mongodb://username:password@host:port/[DatabaseName]?ssl=true" /// 详情参见：http://www.runoob.com/mongodb/mongodb-connections.html /// </param> public MongoDbContext(string connectionString) { if (string.IsNullOrWhiteSpace(connectionString)) throw new ArgumentException("connectionString 连接字符串不能为空!"); try { var mongoUrl = new MongoUrl(connectionString); ConnectionString = connectionString; Settings = MongoClientSettings.FromUrl(mongoUrl); if (string.IsNullOrWhiteSpace(mongoUrl.DatabaseName)) throw new ArgumentException("数据库名称不能为空！"); DatabaseName = mongoUrl.DatabaseName; // SSL加密 if (Settings.UseSsl) { Settings.SslSettings = new SslSettings { EnabledSslProtocols = SslProtocols.Tls12 }; } var mongoClient = new MongoClient(Settings); DbContext = mongoClient.GetDatabase(DatabaseName); } catch (Exception e) { // TODO: 记录错误日志 throw; } } /// <summary> /// 异步获取集合 /// </summary> /// <typeparam name="TEntity"></typeparam> /// <returns></returns> public async Task<IMongoCollection<TEntity>> GetCollectionAsync<TEntity>() where TEntity : class { // 集合缓存如果为空，那么创建一个 if (_collectionsMongoDb == null) { _collectionsMongoDb = new Dictionary<string, object>(); } // 获取集合名称，使用的标准是在实体类型名后添加Set var collectionName = $"{typeof(TEntity).Name}Set"; // 如果集合不存在，那么创建集合 if (false == await IsCollectionExistsAsync<TEntity>()) { await DbContext.CreateCollectionAsync(collectionName); } // 如果缓存中没有该集合，那么加入缓存 if (!_collectionsMongoDb.ContainsKey(collectionName)) { _collectionsMongoDb[collectionName] = DbContext.GetCollection<TEntity>(collectionName); } // 从缓存中取出集合返回 return (IMongoCollection<TEntity>)_collectionsMongoDb[collectionName]; } /// <summary> /// 集合是否存在 /// </summary> /// <typeparam name="TEntity"></typeparam> /// <returns></returns> public async Task<bool> IsCollectionExistsAsync<TEntity>() { var filter = new BsonDocument("name", $"{typeof(TEntity).Name}Set"); // 通过集合名称过滤 var collections = await DbContext.ListCollectionsAsync(new ListCollectionsOptions { Filter = filter }); // 检查是否存在 return await collections.AnyAsync(); } } }

2.创建测试类

假设当前是一个物联网数据采集项目，其中有很多个传感器节点(SensorNode)，每个节点都会产生记录(Records),一条记录(Record)由数据值(Data)和记录时间(RecordDateTime)组成。要求对其Recods内嵌数组进行增删改查操作。

那么由上需求可以抽象出如下对象关系，在实际应用中，不建议将记录直接放在SensorNode下，因为Mongodb数据库对单个文档有16MB的大小限制。

/// <summary> /// 传感器节点 /// </summary> public class SensorNode { /// <summary> /// ID /// </summary> public ObjectId Id { get; set; } /// <summary> /// 记录数 /// </summary> public List<Record> Records { get; set; } } /// <summary> /// 数据记录 /// </summary> public class Record { /// <summary> /// 数据值 /// </summary> public double Data { get; set; } /// <summary> /// 记录时间 /// </summary> public DateTime RecorDateTime { get; set; } }

测试类所对应的Bson结构，如下所示.

{ "_id" : ObjectId("5aa877e4aa25752ab4d4cae3"), "Records" : [ { "Data" : 1962163552.0, "RecorDateTime" : ISODate("2018-03-16T10:01:14.931Z") }, { "Data" : 1111405346.0, "RecorDateTime" : ISODate("2018-03-16T08:53:14.931Z") }, ...... ] }

3.创建测试代码

新建一个控制台程序，加入以下代码。对MongodbContext进行初始化，插入用于测试的SensorNode. using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using MongoDB.Bson; using MongoDB.Driver.Linq; // <---- 此引用非常重要 using MongoDB.Driver; ...... private static ObjectId _sensorNodeId; private static MongoDbContext _dbContext; private static IMongoCollection<SensorNode> _sensorNodes; static void Main(string[] args) { // 使用链接字符串创建dbContext对象 _dbContext = new MongoDbContext("mongodb://hynuAdmin:123456@localhost:27017/HynuIOTA"); // 创建_Sensors数据库,入口方法不能使用异步，我们等待结果返回 _sensorNodes = _dbContext.GetCollectionAsync<SensorNode>().Result; // 创建一个SensorNode 存入MongoDb数据库中 _sensorNodeId = ObjectId.Parse("5aa877e4aa25752ab4d4cae3"); #region 创建测试用例 var sensorNode = new SensorNode() { Id = _sensorNodeId, Records = new List<Record>() }; // 插入数据库中 _sensorNodes.InsertOne(sensorNode); #endregion } 添加一个方法，用于随机生成Record对象。 /// <summary> /// 生成count个Rocred对象 /// </summary> /// <param name="count">生成数量</param> /// <returns></returns> static List<Record> GetRandomRecord(int count) { var records = new List<Record>(); var rd = new Random(); for (int i = 0; i < count; i++) { records.Add(new Record() { Data = rd.Next(), RecorDateTime = DateTime.Now.AddMinutes(rd.Next() % 100) }); } return records; }

三、内嵌数组增加元素操作

1.Update.Set()方法 替换内嵌数组（不推荐使用）

此方法主要使用操作符[$set]，它的思路是先将内嵌文档的父元素查找出来，然后对子文档数组进行增删改操作，最后将子文档数组重新替换。此方式性能较低，除非涉及到大批量更改，否则不推荐使用。

#region 方法一. 查出sensor再更新Records, $set操作 - 随机插入100个元素(不推荐) // 查询需修改的sensorNode对象 var sensor = await _sensorNodes.Find(s => s.Id == _sensorNodeId).FirstOrDefaultAsync(); // 往Records里面增加随机元素 sensor.Records.AddRange(GetRandomRecord(100)); // 构建update Bson, 将原有Records替换为新的Records var update = Builders<SensorNode>.Update.Set(d => d.Records, sensor.Records); // 使用Update方法 await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, update); #endregion

2.Update.Push()方法 直接将元素压入内嵌数组（推荐）

此方法主要使用操作符[$push]来增加元素到子文档数组，性能好，推荐使用。

// 构建update Bson ,添加一条记录使用Push方法 var updateOne = Builders<SensorNode>.Update.Push(d => d.Records, GetRandomRecord(1).First()); // 更新 await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, updateMany);

3. Update.PushEach()方法 将多个元素压入内嵌数组（推荐）

此方法使用的也是[$push]操作符，只是在生成BsonDocument时允许接收数组。

#region 方法二. $push操作 - 随机插入100个元素(推荐) // 构建update Bson 添加多条记录使用PushEach方法 var updateMany = Builders<SensorNode>.Update.PushEach(d => d.Records, GetRandomRecord(100)); // 更新 await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, updateMany); #endregion

四、内嵌数组删除元素操作

1. Update.Set()方法 替换内嵌数组（不推荐使用）

此方式思路和增加元素的思路一致，性能较低，不推荐使用。

#region 方法一 . $set方式删除 - 删除前5个元素(不推荐) // 查询需修改的sensorNode对象 var sensor = await _sensorNodes.Find(s => s.Id == _sensorNodeId).FirstOrDefaultAsync(); // 删除Record for (int i = 0; i < 5; i++) { sensor.Records.RemoveAt(i); } // 构建update Bson, 将原有Records替换为新的Records var update = Builders<SensorNode>.Update.Set(d => d.Records, sensor.Records); // 使用Update方法 await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, update); #endregion

2. Update.Pull()方法 Pull删除一个元素（推荐）

// 假设需要删除的Record已经被查询转换为对象，那么使用Pull方式删除一个元素 var record = new Record() { Data = 1670941112.0, RecorDateTime = DateTime.Parse("2018-03-16T09:36:14.930Z") }; // 构建Pull删除Bson var update = Builders<SensorNode>.Update.Pull(s => s.Records, record); // 使用Update方法 await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, update);

3. Update.PullFilter()方法 删除过滤器删除元素（推荐）

#region 方法三. PullFilter方式删除 - 删除符合Filter条件的元素(推荐) // 如果r.Data == 339119843.0，那么从数组中删除 var update = Builders<SensorNode>.Update.PullFilter(s => s.Records, r => r.Data == 339119843.0); await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, update); #endregion

五、内嵌数组修改元素操作

1. Update.Set() Set先查询后修改（不推荐）

此方式性能较低，不推荐。

#region 方法一. $set方式修改(将某个元素记录时间改为最小值) - 先查询后修改(不推荐) // 查询需修改的sensorNode对象 var sensor = await _sensorNodes.Find(s => s.Id == _sensorNodeId).FirstOrDefaultAsync(); // 修改Record值 sensor.Records[0].RecorDateTime = DateTime.MinValue; // 构建update Bson, 将原有Records替换为新的Records var update = Builders<SensorNode>.Update.Set(d => d.Records, sensor.Records); // 使用Update方法 await _sensorNodes.UpdateOneAsync(s => s.Id == _sensorNodeId, update); #endregion

2. Update.Set() 配合过滤器修改（推荐）

在数据库内部完成过滤和修改，性能高，推荐使用。

#region 方法二. $set方式修改(将Data = 1835821478.0的元素记录时间改为最大值) - 直接过滤修改(推荐) // 构造filter var filter = Builders<SensorNode>.Filter.Where(s => s.Id == _sensorNodeId) & Builders<SensorNode>.Filter.Where(d => d.Records.Any(r => r.Data == 1835821478.0)); // 执行更新 var update = Builders<SensorNode>.Update.Set(d => d.Records[-1].RecorDateTime, DateTime.MaxValue); await _sensorNodes.UpdateOneAsync(filter, update); #endregion

六、内嵌数组查找元素操作(Linq)

对于内嵌数组/文档的查询，在.net里建议直接使用Linq或拼接BsonDocument。笔者着重使用Linq方式。

需要先using MongoDB.Driver.Linq,否则Linq无法使用。

1. Linq查询一条记录（推荐）

主要是SelectMany()方法的使用，此方法用于选择一个数组。

#region SelectMany查询内嵌数组(查询Data = 1340695206.0的第一条记录) - (推荐) // 转换为Queryable var result = await _sensorNodes.AsQueryable() // 查找对应的sensorNode .Where(s => s.Id == _sensorNodeId) // 选择Records内嵌数组 .SelectMany(s => s.Records) // 查找Data == 1340695206.0的元素 .Where(r => r.Data == 1340695206.0) // 取第一个 .FirstOrDefaultAsync(); #endregion

2. Linq查询分页 (推荐)

主要区别使用SelectMany其它与EF Linq方式差不多

#region SelectMany、Skip、Take内嵌数组排序分页 - (推荐) // 页码 var index = 4; // 页面大小 var size = 10; // 转换为Queryable var page = await _sensorNodes.AsQueryable() // 查找对应的sensorNode .Where(s => s.Id == _sensorNodeId) // 选择Records内嵌数组 .SelectMany(s => s.Records) // 根据记录时间排序 .OrderBy(r => r.RecorDateTime) // 跳过 index - 1页数据 .Skip((index - 1) * size) // 选取一页数据 .Take(size) // 转换为集合 .ToListAsync(); #endregion 对内嵌数组的查询操作主要是通过聚合来实现，以上代码转换为Native方式后是以下命令。 aggregate( [ {"$match" : { "_id" : ObjectId("5aa877e4aa25752ab4d4cae3") } }, { "$unwind" : "$Records" }, { "$project" : { "Records" : "$Records", "_id" : 0 } }, { "$sort" : { "Records.RecorDateTime" : 1 } }, { "$skip" : 30 }, { "$limit" : 10 } ]);

如果同时引用了System.Linq 和 MongoDB.Driver.Linq 调用Linq方法会产生方法二义性，解决方案链接如下。 Linq方法二义性解决方案： http://blog.csdn.net/qq_27441069/article/details/79586216

七、总结

本文简单的介绍了MongoDB C#驱动对内嵌文档的增删改查操作，笔者水平有限，如有错误请批评指正！

转载于:https://www.cnblogs.com/InCerry/p/9390193.html