文檔數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB在快遞物流系統(tǒng)上的應(yīng)用

摘要：MongoDB是NoSQL中面向文檔的數(shù)據(jù)庫(kù)，是一個(gè)基于分布式文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。適用于后臺(tái)具有大量讀寫(xiě)操作的網(wǎng)站、使用嵌套結(jié)構(gòu)等非規(guī)范化數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序。MongoDB支持GIS功能，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活，非常適用于支撐物流業(yè)務(wù)。

關(guān)鍵詞：NoSQL；MongoDB；物流

MongoDB是以高性能和可擴(kuò)展性為特征的開(kāi)源軟件，它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為一個(gè)文檔，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由鍵值（keyValue）對(duì)組成。MongoDB的文檔相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的一行記錄，多個(gè)文檔組成一個(gè)集合相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的表，多個(gè)集合邏輯上組合在一起就是數(shù)據(jù)庫(kù)。

一、 MongoDB的優(yōu)勢(shì)與不足

MongoDB最大的特征是無(wú)表結(jié)構(gòu)，進(jìn)行表結(jié)構(gòu)變更時(shí)，只需要在程序進(jìn)行相應(yīng)的修改就可以了，不必關(guān)心表結(jié)構(gòu)和程序之間的一致性。它采用的面向文檔的數(shù)據(jù)模型使其可以自動(dòng)在多臺(tái)服務(wù)器之間分散數(shù)據(jù)，還可以平衡集群的數(shù)據(jù)和負(fù)載，自動(dòng)重排文檔，這樣開(kāi)發(fā)者就不用考慮如何擴(kuò)展；當(dāng)需要更大的容量時(shí)，只需在集群中添加新機(jī)器，然后讓數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)處理。

MongoDB不支持JOIN查詢與事務(wù)處理。使用MongoDB創(chuàng)建和更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，數(shù)據(jù)不會(huì)實(shí)時(shí)寫(xiě)入到硬盤(pán)中，由于不能實(shí)時(shí)向硬盤(pán)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，所以就有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。

二、 MongoDB的原理

（一） 索引原理

簡(jiǎn)單地說(shuō)，索引就是將文檔按照某個(gè)（或某些）字段順序組織起來(lái)，以便能根據(jù)字段高效的查詢。MongoDB默認(rèn)會(huì)為插入的文檔生成_id字段作為文檔唯一的標(biāo)識(shí)，為了保證能根據(jù)文檔id快速查詢文檔，MongoDB默認(rèn)會(huì)為集合創(chuàng)建_id 字段的索引。MongoDB支持多種類(lèi)型的索引，包括單字段索引、復(fù)合索引、多key索引、文本索引等。

（二） 復(fù)制集

MongoDB復(fù)制集具有故障自動(dòng)切換和自動(dòng)修復(fù)成員節(jié)點(diǎn)的功能，各個(gè)DB之間數(shù)據(jù)完全一致，大大降低了維護(hù)成本。復(fù)制集的結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似一個(gè)集群，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，其他節(jié)點(diǎn)馬上會(huì)將業(yè)務(wù)接過(guò)來(lái)而無(wú)需停機(jī)操作。

（三） MongoDB GIS

MongoDB遵循是GEOJSON規(guī)范，{type：””，coordinates：}coordinates是一個(gè)[longitude，latitude]的數(shù)組類(lèi)型。

三、 MongoDB在快遞物流系統(tǒng)的應(yīng)用

快遞物流系統(tǒng)最常見(jiàn)的業(yè)務(wù)類(lèi)型就是訂單的查詢和記錄，訂單的特點(diǎn)是隨著遞送過(guò)程，訂單數(shù)據(jù)需要隨時(shí)更新路徑。物流系統(tǒng)用到的特性有：MongoDB的數(shù)組結(jié)構(gòu)，索引，GIS功能。以下通過(guò)講解一個(gè)Demo以供參考。

（一） 數(shù)據(jù)操作

物流快遞的訂單修改主要是查詢和信息追加兩種，主要介紹這兩種：

>db.order.find（{_id：”1000”}）；∥根據(jù)訂單號(hào)查詢

∥更新物流狀態(tài)

>db.order.update（{_id：”1000”}，

{$push：{details：

{“action”：”delivering”，”operator”：”快遞員王五”，”date”：ISODate（”2017-11-01-21T20：00：00+08：00”）}

}}

（二） 索引創(chuàng)建

索引可以使任何類(lèi)型的字段，_id索引默認(rèn)存在，不需要再創(chuàng)建；當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，可以使用sharding結(jié)構(gòu)，shardkey的選擇上可以使用Hash（_id）。

∥TTL索引，字段creat_date，180后自動(dòng)清理數(shù)據(jù)

>db.order.createIndex（{”create_date”：1}，”expireAfterSeconds”：15552000）

位置和狀態(tài)索引，為了能快速處理“某地未處理訂單”查詢，這是一個(gè)多條件的查詢，所以是一個(gè)復(fù)合索引，status字段放在前面，因?yàn)槎鄶?shù)的查詢都會(huì)依賴狀態(tài)字段。

∥位置和狀態(tài)的復(fù)合索引，多條件的查詢

>db.order.createIndex（{”status”：1，”delivery.city”：1，”delivery.address”：1}）

總的來(lái)說(shuō)，MongoDB有很高的可擴(kuò)展性，有一個(gè)很好的 replication 模式，有很完善的Java API，存儲(chǔ)格式是Json的，這對(duì)Java來(lái)說(shuō)非常好處理，運(yùn)維起來(lái)非常方便，不用專門(mén)為它安排一個(gè)管理員。但是應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)缺乏，我們都沒(méi)有相關(guān)NoSQL 產(chǎn)品的使用經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較新，和以往的存儲(chǔ)相比，數(shù)據(jù)的關(guān)系性操作不再存在。

作者簡(jiǎn)介：

張潔鑫，四川省成都市，武警警官學(xué)院。