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【51CTO.com快譯】多年來，各大平臺相繼意識到，光靠基于SDK連接器的本地單一數據庫，是難以構建出整套應用平臺的。因此，我們往往需要面向未來的數據庫即服務(Database-as-a-Service，DaaS)，作為云原生的解決方案，通過API連接到各類用戶端。與此同時，針對非SQL的數據庫結構，我們創建并普及了NoSQL的相關概念。如今，市場上已有著許多基于NoSQL的數據庫，其中包括：鍵值類、文檔類、柱狀、以及圖形數據庫等。雖然有CouchBase作為強有力的競爭對手，但是MongoDB仍然是目前文檔類數據庫領域的佼佼者。實際上，作為一個通用的、基于文檔的分布式數據庫，MongoDB就是專為云端應用而開發構建的。

就像JDBC連接器可以協助將Java程序連接到關系型數據庫的RDBMS上一樣，目前已有多種語言和框架，為MongoDB構建了開箱即用的連接器。例如，MEAN(MongoDB、Express、AngularJS、Node.js)或MERN(MongoDB、Express、ReactJS、Node.js)棧中的一個關鍵組件—Mongoose，便可以作為NodeJS中的一個模塊，并能通過npm來獲取。

在本文中，我們將重點討論服務于分布式應用和云端數據庫的MongoDB Atlas平臺，并以實例的形式，了解它是如何協助開發者構建出云原生的且快捷的應用服務棧。

MongoDB Atlas的主要功能

1. 它是一個基于云端的純數據庫，用戶在線完成注冊后，可以獲得其大量服務。

2. 由于Atlas支持基于純API式的通信方式，因此消費者端可以通過多種身份驗證和授權機制(如：基本的身份驗證、oAuth2等)，通過標準的REST接口，去調用數據庫。

3. 其GraphQL功能可以通過API進行查詢。也就是說，用戶可以通過從底層數據庫架構自動生成架構，去輕松地為其端點設置API。

4. 諸如NodeJS應用和Gatsby的JAMStack平臺框架，都能夠通過Atlas的連接器連接到MongoDB上。

5. 它可以通過提供多種與管理相關的服務，來治理目標數據庫。

6. 它可以通過主、備服務器的方式，為集群提供多(跨)區域的可用性。

7、在保留了文檔數據庫核心能力的同時，它在云服務之上增加了一個核心應用服務層—Realm，并通過提供一個名為MongoDB Stitch的框架，來集成多個消費者端(如：Web應用、fat programs、以及其他云原生應用程序等)。它們都能夠通過該層面連接到MongoDB上，并進行數據交換。

8. 它通過被稱為“觸發器”的概念，提供基于事件的集成。也就是說，“觸發器”可以通過觸發事件，以傳遞給其他發布者和注冊相同的消費者端。

9. 它提供了一種無服務器的編程模型，可以使用Python、JavaScript等編碼語言，將代碼片段嵌入到“功能函數”中，并使其成為功能即服務(Function-As-A-Service，FaaS)，以支持低代碼模式(low code pattern)。

10. MongoDB可以通過電子郵件或短信的連接方式，與多個第三方(如，Twilio的本地連接器)進行通信。

11. 它提供基于角色安全的數據庫訪問和管理。

12. 它能夠根據分析和報告目，去創建圖表。

開發示例

在新冠疫情的當下，我們使用MongoDB Atlas進行開發，并使用Gatsby作為JAMStack平臺，構建一個響應式的簡單Web應用程序。它可以被用來搜索和顯示諸如：醫院病床、氧氣瓶、政府聯系電話、以及志愿者等重要信息。所有的數據都會以協作的方式被保存在Google Sheet中。

作為一名Gatsby新手，為了避免開發中出現繁瑣的頁面和集成，我使用了Google App Script和MongoDB Atlas，來輕松地選擇和構建客戶端和數據庫應用。由于Atlas帶有易于配置的集群、集合、以及拼接服務(stitch service)，因此GraphQL在MongoDB上設置和構建整個應用程序的效率，比為自定義應用去構建樣板代碼(boiler-plate code)，要快得多。當然，您也可以使用諸如Lambda、DynamoDB、Cognito、GraphQL API之類的服務，在AWS平臺上構建類似的應用。整個應用示例的邏輯，如下圖所示。

下面是一些關鍵性的代碼片段。

Google Sheet的各種應用腳本

在Google Sheet的“工具”菜單或客戶端上，請點擊“腳本編輯器”，以編寫 Google應用腳本。如果您在Google Sheet中已經完成了如下JavaScript代碼的添加或修改，那么請直接單擊“運行”按鈕。

***** Export the events from the sheet to a MongoDB Database via Stitch****/ 
 function exportEventsToMongoDB()  
{var spreadsheet = SpreadsheetApp.getActiveSpreadsheet(); 
 var sheet = spreadsheet.getSheetByName("Data"); 
 var headerRows = 1; // Number of rows of header info (to skip) 
 var range = sheet.getDataRange(); // determine the range of populated data 
 var numRows = range.getNumRows(); // get the number of rows in the range 
 var data = range.getValues(); // get the actual data in an array data[row][column] 
 Logger.log(JSON.stringify(data)); 
 for (var i=headerRows; i<numRows; i++)  
 {var date_updated = Utilities.formatDate(new Date(data[i][5]), "GMT", "yyyy-MM-dd");  
  // Make a POST request with form data. 
  var formData = {'location': data[i][0], 
                  'links': data[i][1], 
                  'hospital': data[i][2], 
                  'available_bed': data[i][3], 
                  'number': data[i][4], 
                  'date': date_updated, 
                  'commentes': data[i][6], 
                  'type': data[i][7]}; 
  var options = {'method' : 'post','payload' : formData}; 
  if (true) {// Call the API from MongoDB Atlas 
    var insertID = UrlFetchApp.fetch('https://<<MongoDB Stitch API endpoint>>-mejsg/service/GetCOVID19Data/incoming_webhook/webhook0', options); 
  } 
  

MongoDB Atlas的開發步驟

在MongoDB中，請依次執行以下步驟：

1. 創建集群 -> 集合。此處的集合中已保存有數據模式(data schema)。

2. 設置訪問數據庫的角色。

3. 在Atlas的Realm空間中，編寫一個將在此集合中輸入數據的第三方服務，以作為Webhook角色，進而創建各種所需的日志記錄和授權訪問。為了實現從Google App Script處調用API，我們還需要創建一個POST API，來插入相關信息。

4. 從Atlas集合中創建一個可用于查詢數據的GraphQL API。由于GraphQL是在Atlas的Realm下被創建的，因此它將提供可選擇數據庫和集合的接口，以及生成待部署的模式，以供客戶端使用。

5. 您可以像Solr或ElasticSearch索引那樣，創建帶有集合數據的搜索索引，以實現更快的導航。

如下是webhook的相關JavaScript代碼段：

exports = async function(payload) { 
  const mongodb = context.services.get("mongodb-atlas"); 
  const eventsdb = mongodb.db("data"); 
  const eventscoll = eventsdb.collection("data"); 
  const result= await eventscoll.insertOne(payload.query); 
  var id = result.insertedId.toString(); 
  if(result) { 
    return JSON.stringify(id,false,false);   
 
  } 
  return { text: `Error saving` }; 
} 

如下代碼段則是配套的JSON文檔：

_id:609d81b3c37d0e43541a0b20 
location: "Kolkata" 
hospital: "" 
type: "Oxygen" 
commentes : "Oxygen support for patients" 
date: "2021-05-07" 
number : "91-1111111111" 
available_bed: "" 
links : "" 

您可以通過創建一個Twilio帳戶，并使用Twilio服務發送簡單的消息短信(SMS)。同時，您也可以使用如下JavaScript代碼段的功能函數(function)，來執行任務。

exports = function(changeEvent) { 
  const twilio = context.services.get("SendSMS"); 
    return twilio.send({ 
        to: "919999999999", 
        from: "19990009999", 
        body: "Hello from Realm!" 
    }); 
}; 

Gatsby的設置

Gatsby為初學者提供了一個非常簡單便捷的設置過程。我們可以事先通過npm的方式，下載并設置其對應的代碼包，然后通過更改gatsby-config.js文件，以添加MongoDB與GraphQL查詢之間的連接模塊。此外，我們可以修改index.js頁面，編寫ReactJS代碼，并使用GraphQL查詢與響應，來呈現相關數據。當然，我在查找Gatsby是如何緩存GraphQL響應時，以及每次在MongoDB的Gatsby服務器中更改數據時，也曾遇到過GraphQL查詢數據庫的錯誤。希望您在開發的過程中，能夠避免。

gatsby-config.js 中的變更

請使用“npm install --save gatsby-source-mongodb”命令來安裝代碼包，并為MongoDB添加以下JSON代碼段作為插件：

{ 
 // The name of the plugin 
 resolve: `gatsby-source-mongodb`, 
 options: { 
 // Name of the database and collection where are records reside 
 dbName: 'data', 
 collection: 'data', 
 server: { 
 address: 'cluster0-test-.mongodb.net', 
 port: 27017 
 }, 
 auth: { 
 user: 'test', 
 password: 'test123' 
 }, 
 extraParams: { 
 replicaSet: 'Main-shard-0', 
 ssl: true, 
 authSource: 'admin', 
 retryWrites: true 
 }, 
refetchInterval: 60, 
 } 
 } 

如下JavaScipt代碼段將各項變更反應到index.js上：

import React from "react" 
import { Link } from "gatsby" 
import { graphql } from "gatsby" 
import Layout from "../components/layout" 
const IndexPage = (props) => { 
 const covid19DataSet = props.data.allMongodbCovid19Covid19.edges; 
return ( 
 <Layout> 
 <table> 
 <tr> 
 <td>Type</td> 
 <td>Location</td> 
 <td>Hospital</td> 
 <td>Available Bed</td> 
 <td>Links</td> 
 <td>Contact Number</td> 
 <td>Date of Update</td> 
 <td>Comments</td> 
 </tr> 
 {covid19DataSet.map(covid19Data => 
 <tr> 
 <td>{covid19Data.node.type}</td> 
 <td>{covid19Data.node.location}</td> 
 <td>{covid19Data.node.hospital}</td> 
 <td>{covid19Data.node.available_bed}</td> 
 <td>{covid19Data.node.links}</td> 
 <td>{covid19Data.node.number}</td> 
 <td>{covid19Data.node.date}</td> 
 <td>{covid19Data.node.commentes}</td> 
</tr> 
 )} 
 </table> 
 </Layout> 
) 
} 
export default IndexPage 
export const pageQuery = graphql` 
query MQuery { 
 allMongodbCovid19Covid19 { 
 edges { 
 node { 
 hospital 
 date 
 commentes 
 available_bed 
 links 
 location 
 number 
 type 
 } 
 } 
 } 
} 

圖表

我們可以根據不同的分析目的，產生各種圖表。下面的柱狀圖展示了在該應用示例中，不同類型服務的可用數量。當然，其他可支持的圖表類型還有：圓形、條形、線狀、組合、區域、網格等。

除此以外，MongoDB Atlas還可以被用于許多其他類型的應用，例如將服務構建為云原生平臺的一部分。

原文標題：Cloud-Native and MongoDB，作者: Bikram Sinha

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