MongoDB 大俗大雅，高端的知识讲“通俗” -- 2 嵌套和引用

AustinDatabases

发布于 2025-01-15 21:15:30

5600

代码可运行

文章被收录于专栏：AustinDatabasesAustinDatabases

运行总次数：0

代码可运行

这是MongoDB 宣传周的第二集，本集将讨论

2 在模式之间迁移如何更简单，让应用停机的时间更少

3 更好的支持板结构化的数据结构

说到这两个问题，我们首先要引入两个知识点，嵌入文档和引用文档两个概念。

1 什么叫嵌入文档

如果从字面的意思理解，是一个文档中嵌套了或包含了另一个文档，这是一种关联数据的方式，利用这样的方式我们就直接避免了JOIN，对传统数据库的表的JOIN。这也是MongoDB 化解性能问题的第一个方案，因为JOIN的操作在传统数据库就是一个消耗性能的操作。

任何一个搞传统数据库的人都明白访问一个表，要比同时访问两个表要快的道理，这个道理正是MongoDB 化解传统数据库性能不友好的第一方案。

{
  "_id": ObjectId("..."),
"name": "Austin",
"address": {
    "street": "XX路XX号",
    "city": "天津",
    "zipcode": "100000"
  },
"contacts": [
    { "type": "phone", "number": "138xxxxxxxx" },
    { "type": "email", "address": "Liuhuayang@example.com" }
  ]
}

正如上面的这个例子，一个是人的个人信息，一个是他的地址信息，但我们设想一个人现在如果他有俩手机怎么办，他有3个邮箱怎么办，如果他还有真假名怎么办。

传统数据库怎么办，在弄一个表，在弄一个列来记录这些信息？？

而在MongoDB中很容易解决这些问题。

{
  "_id": ObjectId("..."),
"name": "Austin",
"address": {
    "street": "XX路XX号",
    "city": "天津",
    "zipcode": "100000"
  },
"contacts1": [
    { "type": "phone", "number": "138xxxxxxxx" },
    { "type": "email", "address": "Liuhuayang@example.com" }
  ]，
"contacts2": [
    { "type": "phone", "number": "139xxxxxxxx" },
    { "type": "email", "address": "Liuaustin@example.com" }
  ]
}

你看这就变得简单多了，实际上在讲MongoDB的时候，PG这个数据也有类似的设计，比如PG数据库中的Hstore。这些都是要化解一些传统数据库解决不好，笨拙的地方。

那么这里我们稍微总结一下，嵌套的使用场景是什么

在一个一对少的场景下，使用场景解决 1 减少获取数据的次数，由多次，改为一次获取。

2 与核心信息有关的信息，可以不用分类的存储在核心信息周围

3 简化数据的建模，不进行范式化的建设

4 数据高频进行访问的场景

5 数据量本身不宜过大（单条document）

缺点也显而易见

1 数据可能存在冗余

2 更新数据会更加的复杂

3 使用的场景有局限性，如一对多就不合适了，或者多对多的关系场景。

在出现缺点的时候，我们就应该使用第二种方案，引用。嵌套和引用是MongoDB给我们解决大部分问题的方案。引用主要使用在必须要进行关联，但两个部分实在合不成一个"集合”的状态下。

比如：一个汽车生产商，它的配件信息和车辆信息的对接。一辆车上万个零件，而一个零件可以用在几种车上，这样的情况下，显然不适合用嵌套了。

那么我们怎么办， 1建立一汽车零件表 2每种汽车有一个零件的数组，或者将各个部分的零件门类分类，然后将零件表里面的零件编号以数组的方式存储在另一个表里面。

下面就是一个例子第一个是零件表，第二个是车辆表

{
  "_id": ObjectId("..."), // 零件ID
"part_number": "P123456", // 零件编号（唯一）
"name": "发动机", // 零件名称
"description": "高性能发动机", // 零件描述
"manufacturer": "ABC公司", // 制造商
"price": 10000, // 价格
"compatible_vehicles": [ // 兼容的车辆ID数组（使用引用）
    ObjectId("..."),
    ObjectId("...")
  ],
  // 其他零件相关属性
}

{
  "_id": ObjectId("..."), // 车辆ID
"vin": "VIN1234567890", // 车辆识别码（唯一）
"model": "Model X", // 车型
"year": 2023, // 生产年份
"parts": [ // 车辆包含的零件ID数组（使用引用）
    ObjectId("..."),
    ObjectId("..."),
    ObjectId("...")
    // ... 大量零件ID
  ],
    "parts_categories": { //按零件类别存储零件ID，更方便查询
        "engine": [ObjectId("..."), ObjectId("...")],
        "transmission": [ObjectId("..."), ObjectId("...")],
        "body": [ObjectId("..."), ObjectId("...")],
        // ...其他类别
    },
  // 其他车辆相关属性
}

这里查询起来很简单，如果要查询一辆车的零件，那么值需要分两步走，第一步：获取第一个表的信息，以及各个零件的ObjectID

第二步：获取第二个表的所有OBJECT_ID对应行的需要提取的信息。

实际上这和阿里的一些MySQL设计的军规如出一辙，强制数据查询解耦。

这样的好处非常明显，如果这两个表都在UPDATE的情况下，产生锁和block的可能性很低，虽然在MongoDB中会产生锁，但在这样的设计下，查询对更新的锁干扰将微乎其微。

同时我们还可以注意到，如果一辆车的零件增加和减少，都只和第一张表有关，如果零件作废了，需要标记，只和第二张表有关。

同时我们还可以注意到，引用可以双向引用，比如我通过零件也可以查到，这个零件用到那些车上，零件也可以自己来一个车辆的数组。

通过有效的索引设计，查询信息将非常快。

写到这里一定有人问，这么好，有什么缺点吗？

聚合，无条件的聚合，无条件聚合且集合的数据量非常大......

返回到这期的主题

2 在模式之间迁移如何更简单，让应用停机的时间更少

3 更好的支持板结构化的数据结构