Java MongoDB CRUD 實戰：驅動版本選型、文檔操作、嵌套文檔與索引優化

驅動版本選型指南

本文基於 3.12.x 同步驅動演示，Maven 坐標：

<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>mongo-java-driver</artifactId>
    <version>3.12.14</version>
</dependency>

連接與資源管理

// 單例模式管理 MongoClient（線程安全、連接池內置）
public class MongoManager {
    private static final MongoClient CLIENT;
    static {
        // 生產建議：連接字符串含副本集、認證、SSL、壓縮
        String uri = "mongodb://user:pass@host1:27017,host2:27017/db?replicaSet=rs0";
        CLIENT = new MongoClient(new MongoClientURI(uri));
    }
    public static MongoClient getClient() { return CLIENT; }
    public static void close() { CLIENT.close(); }
}

CRUD 核心操作

Create - 插入文檔

MongoCollection<Document> coll = db.getCollection("users");

// 單文檔
Document doc = new Document("name", "張三")
    .append("age", 25)
    .append("address", new Document("city", "北京").append("zip", "100000"));
coll.insertOne(doc);

// 批量插入 (有序/無序)
List<Document> docs = Arrays.asList(doc1, doc2, doc3);
coll.insertMany(docs, new InsertManyOptions().ordered(false)); // 無序寫入，單條失敗不影響其他

Read - 查詢與投影

// 條件查詢
Document filter = new Document("age", new Document("$gte", 18))
    .append("status", "active");

// 投影：只返回 name、age
Document projection = new Document("name", 1).append("age", 1).append("_id", 0);

// 排序 + 分頁
FindIterable<Document> iterable = coll.find(filter)
    .projection(projection)
    .sort(new Document("age", -1))
    .skip(0).limit(20);

for (Document d : iterable) {
    System.out.println(d.toJson());
}

// 計數 (3.x 用 countDocuments 替代已棄用 count)
long total = coll.countDocuments(filter);

Update - 更新操作

// 單文檔更新：$set 修改指定字段
coll.updateOne(
    Filters.eq("_id", id),
    Updates.set("age", 26)
);

// 多文檔更新：$inc 原子增長
coll.updateMany(
    Filters.eq("status", "active"),
    Updates.inc("loginCount", 1)
);

// 替換整個文檔 (保留 _id)
coll.replaceOne(Filters.eq("_id", id), newDoc);

Delete - 刪除操作

// 條件刪除
coll.deleteOne(Filters.eq("name", "張三"));
coll.deleteMany(Filters.lt("age", 18));

// 清空集合 (保留索引)
coll.drop(); // 刪除集合及索引
// coll.deleteMany(new Document()); // 僅清空數據

進階實戰技巧

1. 嵌套文檔查詢：Filters.eq("address.city", "北京") (點號路徑)
2. 數組操作：Updates.push("tags", "vip"), Updates.pull("tags", "expired"), Updates.addToSet("tags", "new") (去重)
3. 原子操作：findOneAndUpdate 返回舊/新文檔，支援 ReturnDocument.AFTER
4. 索引創建：

   coll.createIndex(Indexes.ascending("name"));
   coll.createIndex(Indexes.compoundIndex(
       Indexes.ascending("status"), Indexes.descending("createTime")));
   // TTL 索引自動清理過期數據
   coll.createIndex(Indexes.ascending("expireAt"), new IndexOptions().expireAfter(0, TimeUnit.SECONDS));

5. 事務 (MongoDB 4.0+ 副本集)：

   try (ClientSession session = client.startSession()) {
       session.startTransaction();
       coll.insertOne(session, doc1);
       coll.updateOne(session, filter, update);
       session.commitTransaction();
   } catch (Exception e) { session.abortTransaction(); }

性能優化清單

總結

MongoDB Java 驅動以 Document (BSON) 為核心載體，Filters/Updates/Indexes 靜態工廠方法構建類型安全的查詢/更新/索引定義。掌握 嵌套文檔點號路徑、數組原子操作、TTL 索引、事務會話 即可應對 95% 業務場景。新項目強烈建議升級 4.x 驅動並配合 Spring Data MongoDB 獲得 Repository 抽象與響應式支援。