如何用MariaDB管理NoSQL數據
譯文【51CTO.com快譯】不知您是否已注意到，MariaDB MaxScale 6的新功能中，已包含了針對NoSQL偵聽器(listeners)功能的技術預覽。而作為MaxScale的關鍵部分，偵聽器可用于定義接受客戶端連接服務所用到的端口和協議對。
NoSQL協議模塊
作為新的NoSQL協議模塊，偵聽器使得MariaDB服務器或集群，能夠成為那些使用MongoDB客戶端庫的應用的后端。也就是說，您可以將由MongoDB驅動程序提供的NoSQL文檔數據，直接存儲到MariaDB數據庫中。在其內部，所有文檔都存儲在一個包含了兩個列的表中。
如下圖所示，從高級別來看，當MongoDB客戶端應用程序直接或間接地通過客戶端庫，發出MongoDB協議命令時，它們會被透明地轉換為等效的SQL，并會在MariaDB后端被執行。同樣，MariaDB的響應也會依次轉換為MongoDB客戶端庫，以及應用程序所需的格式。下面，我將向您展示其具體過程。
我們可以通過多種方式，開始使用MaxScale、及其新的NoSQL偵聽器功能。在本次展示中，我創建了一個存儲庫。它可以通過Docker(https://www.docker.com/)，在數分鐘之內啟動、運行和測試新的功能。
具體而言，我將使用位于https://github.com/mariadb-corporation/dev-example-nosql-listener的GitHub存儲庫，來設置一個新的環境。該環境允許我們使用MaxScale、MariaDB Community服務器、以及一個示例應用，來實現如何在MariaDB中管理NoSQL文檔數據。
下面，我將依次進行環境設置，配置MaxScale，以及使用簡單的Web應用，通過MongoDB的Node.js驅動，去管理NoSQL文檔數據。
環境設置
通過創建和使用Docker容器，開發人員將能夠在任何環境下，輕松地運行可移植、輕量級和獨立(self-sufficient)的應用程序，而無需擔心設置環境的依賴項。具體而言，我們可以使用Docker Compose，來定義和運行多的Docker容器應用。當然，您首先需要將存儲庫引入主機。
- $ git clone https://github.com/mariadb-corporation/dev-example-nosql-listener
請在新產生的根目錄下，打開一個dev-example-nosql-listener終端窗口，然后執行如下命令：
- $ docker-compose up
docker-compose up將使用名為docker-compose.yml的文件，來構建、創建、啟動和加載容器。簡單而言，它將設置一組如下表所示的容器，并建立鏈接。
容器名稱描述
您可以通過執行如下命令，來檢查系統上、當前正在運行的活動容器是否有效：
- $ docker ps
其輸出結果會顯示mxs、mdb、todo_client和todo_api容器的相關信息。
添加MaxScale數據庫用戶
為了讓MaxScale能夠訪問MariaDB Community服務器，您可以通過下面兩種方法，添加一個新的用戶。
1. 通過使用容器：
請連接到被包含在mdb容器中的MariaDB Community服務器實例上，并通過使用包含在Docker容器中的MariaDB命令行客戶端，來執行add_maxscale_user.sql腳本。
- $ docker exec -i mdb mariadb --user root -pPassword123! < configuration/add_maxscale_user.sql
2. 通過執行本地系統：
請連接到被包含在mdb容器中的MariaDB Community服務器實例上，并使用主機上的MariaDB命令行客戶端，來執行add_maxscale_user.sql腳本。
- $ mariadb --host 127.0.0.1 --port 3307 --user root -pPassword123! < configuration/add_maxscale_user.sql
配置MariaDB MaxScale
完成新用戶的添加后，我們便可以配置MaxScale與MariaDB數據庫服務器實例，以實現通信了。除了在MaxScale和MariaDB Community服務器之間設置典型的讀/寫通信，您還可以在MaxScale的配置文件中添加一塊代碼，利用新的nosqlprotocol直通端口17017，來設置NoSQL偵聽器。
- [MongoDB-Listener] type=listener service=Read-Write-Service protocol=nosqlprotocol nosqlprotocol.user=maxscale nosqlprotocol.password=Password123！port=17017
對此，您同樣有兩個選擇：
1. 替換配置文件：
請替換MaxScale配置文件并重啟MaxScale服務。
A. 將MaxScale默認配置文件替換為dev-example-nosql-listener存儲庫中包含的配置文件。
- $ docker cp configuration/maxscale.cnf mxs:etc/maxscale.cnf
B. 重新啟動mxs容器內的MaxScale服務。
- $ docker exec -it mxs maxscale-restart
2. 使用MaxScale GUI進行配置：
我們可以通過打開瀏覽器窗口，導航到http://localhost:8989，來訪問MaxScale的GUI界面。請使用默認用戶名admin和密碼maxscale，登錄到GUI的儀表板中。在儀表板的右上角有一個名為“新建”的按鈕。
單擊“新建”按鈕后，MaxScale會通過模式提示，允許您創建新的服務器、服務、監視器、過濾器、以及偵聽器。
您輸入到界面中的數據，將會被保存到MaxScale的配置文件中。同時，您也可以將存儲庫中的配置文件作為設置各個必要組件的指南。
在MariaDB中使用MongoDB驅動程序
完成了將MaxScale配置為通過端口17017接收NoSQL通信之后，我們便可以使用兩個剩余的容器todo_client和todo_app，進行測試了。
首先，請打開一個瀏覽器窗口，并導航至http://localhost:3000。它將加載一個方便您管理任務列表(即：待辦事項列表)的Web應用。
在該應用的Web界面上，您可以對數據執行創建、讀取、更新和刪除(即CRUD)操作。在其后臺，這是由一個帶有React.js Web應用的todo_client容器，與帶有todo_api容器的后端應用程序編程接口(API)通過通信實現的。
具體而言，托管在todo_api容器中的Node.js應用程序公開了四個端點，客戶端應用和解決方案可以使用這些端點，來執行CRUD四項操作。Node.js應用使用MongoDB的Node.js驅動程序，與底層數據庫(在本例中為MariaDB)進行通信。這些都發生在app/api/db.js文件中。如下代碼段展示了其具體內容。
- // Import the MongoDB Node driver module const { MongoClient } = require('MongoDB');
- // MongoDB connection string const connectionUrl = 'mongodb://mxs:17017';
- let db;
- // Connect to the database and return a MongoClient object const getDatabaseInstance = async（name）=> { if（db）{ return db; } try { const client = await MongoClient.connect(connectionUrl); db = client.db(name); } catch（err）{ throw err; } finally { return db; } }
- module.exports = getDatabaseInstance;
注意：TODO客戶端和API應用程序源，都被包含在存儲庫中的app文件夾內。如果您有興趣在自己的主機上直接從源代碼運行客戶端和API應用程序的話，請參考存儲庫的README里的操作說明。
發現數據
一旦您設置好了環境，并使用TODO應用添加了幾項任務，那么就可以發現那些被添加到MariaDB中的數據了。實際上，auto_create_databases和auto_create_tables設置是默認開啟的，因此通過TODO應用程序，不僅系統添加了任務數據，而且還自動在數據庫中創建了一個新的數據庫todo和表tasks。
使用SQL
您可以使用MariaDB命令行客戶端，在本地計算機上通過執行如下命令，直接連接到包含在mdb容器中的MariaDB Community服務器實例上：
- $ mariadb --host 127.0.0.1 --port 3307 --user root -pPassword123！
值得注意的是，為了簡單起見，我在此只介紹MariaDB命令行客戶端的流程。您可以使用各種第三方工具或客戶端，去連接到MariaDB上。您可以在官方文檔中找到通過MariaDB測試的第三方客戶端和工具列表。
當然，如果您的主機上沒有MariaDB命令行客戶端的話，則可以通過執行如下命令，通過Docker去訪問包含在mdb容器中的MariaDB命令行客戶端：
- $ docker exec -it mdb mariadb --user root -pPassword123!
在成功連接上MariaDB后，您便可以執行SQL命令了。首先，您可以羅列出服務器上的數據庫，以確認已創建好了名為todo的數據庫。
- MariaDB [(none)]> show databases;
- +--------------------+ | Database | +--------------------+ | information_schema | | mysql | | performance_schema | | sys | |TODO | +--------------------+
然后進入todo數據庫，您可以看到已被創建的、用于存儲文檔數據的數據表tasks。
- MariaDB [(none)]> use todo; MariaDB [todo]> show create table tasks; +-------+--------------------------------------------------------------------+ | Table | Create Table | +-------+--------------------------------------------------------------------+ | tasks | CREATE TABLE `tasks`（ `id` varchar(35）GENERATED ALWAYS AS （json_compact(json_extract(`doc`,'$._id'))）VIRTUAL, `doc` longtext CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL CHECK（json_valid(`doc`)), UNIQUE KEY `id`（`id`), CONSTRAINT `id_not_null` CHECK（`id` is not null） ）ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 | +-------+--------------------------------------------------------------------+
請注意，tasks表包含了兩個列：
- id: 用于保存文檔數據對象的id
- doc: 用于保存文檔數據本身
事實上，id和doc列都包含有可以使用MariaDB的預定義函數，訪問到的JSON數據。
- MariaDB [todo]> select json_value(doc, '$.description'）description, json_value(doc, '$.completed'）completed from tasks;
- +-------+------------------+ | description | completed | +-------+------------------+ | Task 1 | 0 | | Task 2 | 1 | | Task 3 | 0 | | Task 4 | 1 | +-------+------------------+
MaxScale GUI
MaxScale的圖形用戶界面(GUI)提供了發現數據的方式。
- 登錄：首先根據MaxScale的配置，請打開瀏覽器窗口并導航到http://localhost:8989。系統會提示您輸入登錄信息(默認用戶名為admin，密碼是maxscale)。
- 儀表板：完成登錄后，您將看到一個儀表板，上面提供了有關MaxScale的各種信息，其中包括服務和偵聽器配置等信息。
- 查詢編輯器：在左側導航中，您可以選擇“查詢編輯器”的菜單選項。
- 然后系統會提示您輸入連接信息。據此，您可以直接連接到MariaDB中的服務器和/或架構上。您也可以在后期隨時更新或修改這些信息。
- 完成連接后，您便可以使用查詢編輯器，來執行SQL查詢、顯示數據集，甚至通過圖形或圖表來可視化數據。
Mongo Shell
Mongo Shell是一個針對MongoDB的互動式JavaScript接口。您可以通過鏈接https://www.mongodb.com/try/download/shell，下載 mongo shell。類似MariaDB的命令行客戶端，您可以使用mongo shell，來查詢和更新數據，以及執行各項管理操作。
- 連接MariaDB
您可以使用如下命令，讓mongo shell連接上MariaDB：
- $ mongo --host 127.0.0.1 --port 17017
再通過命令：> use todo進入TODO數據庫。
而命令：> show collections能夠為您顯示當前目標數據庫中的集合，或是MariaDB中的數據表。當然，在本例中，我們只能夠看到tasks表。
- 基本查詢
您可以通過執行如下命令，來選擇所有已完成的任務，或查詢tasks表內的數據：
- > db.runCommand({ find:"tasks", filter: { completed: 1 }); { "cursor" : { "firstBatch" : [ { "description" : "Task 1", "_id" : ObjectId("612ad5859c58d2b2b46ca6fa"), "id" : "612ad5859c58d2b2b46ca6fa", "completed" : 1 }, { "description" : "Task 4", "_id" : ObjectId("612aec4b923b0597463743f0"), "id" : "612aec4b923b0597463743f0", "completed" : 1 } ], "id" : NumberLong(0), "ns" : "todo.tasks" }, "ok" : 1 }
- mxsDiagnose
MariaDB的NoSQL偵聽器有一項巧妙的功能，可以為處理命令提供診斷的能力。例如，mxsDiagnose能夠輸出MariaDB用于選擇數據的所有等效SQL，以及前面我們提到的所有已完成任務的命令。
- > db.runCommand({mxsDiagnose: {find:"tasks", filter: {completed: 1}}}); { "kind" : "single", "sql" : "SELECT doc FROM `todo`.`tasks` WHERE（ JSON_EXTRACT(doc, '$.completed'）= 1）", "ok" : 1 }
在此，我只是介紹了mongo shell和MariaDB的部分功能。您可以通過查看官方文檔，以了解更多有關如何使用帶有NoSQL偵聽器功能的mongo shell的知識。
展望
綜上所述，MariaDB的NoSQL偵聽器功能在很大程度上提供了，與NoSQL數據庫的更多互操作性。當然，上面為您展示的只是其冰山的一角，您既可以去查看MariaDB的NoSQL偵聽器的官方文檔，也可以通過我們的新手開發者中心，了解有關如何使用MariaDB開發現代化方案和應用程序的更多信息。
原文標題：How to Manage NoSQL Data With MariaDB，作者：Rob Hedgpeth
【51CTO譯稿，合作站點轉載請注明原文譯者和出處為51CTO.com】
