Java 操作 MongoDB 完整實戰教程：從基礎 CRUD 到複雜查詢

前言

MongoDB 作為流行的 NoSQL 數據庫，與 Java 的整合是後端開發必備技能。本文通過完整示例演示 Java 驅動程式的核心操作，涵蓋連接管理、文檔增刪改查、條件查詢及數組類型處理。

環境準備與依賴

現代項目建議使用 Maven 管理依賴，最新驅動包坐標：

<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>mongodb-driver-sync</artifactId>
    <version>4.11.0</version> <!-- 請檢查最新版本 -->
</dependency>

核心操作示例：基礎 CRUD 與查詢

1. 建立連接與獲取集合

import com.mongodb.client.*;
import org.bson.Document;
import java.util.Arrays;

public class MongoDBDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 連接 MongoDB（默認端口 27017）
        try (MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://172.27.9.104:27017")) {
            MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("mytestdb");
            MongoCollection collection = database.getCollection("mytestcoll");
            
            // 清空集合以便演示
            collection.drop();
            
            // 插入單個文檔
            Document doc = new Document("from", "blog.ithomer.net")
                    .append("to", "forum.ithomer.net")
                    .append("subject", "ithomer.net");
            collection.insertOne(doc);
            System.out.println("插入文檔 ID: " + doc.getObjectId("_id"));
            
            // 批量插入
            collection.insertMany(Arrays.asList(
                new Document("ranking", 0),
                new Document("ranking", 1),
                new Document("ranking", 2)
            ));
            System.out.println("集合文檔總數: " + collection.countDocuments());
        }
    }
}

2. 查詢操作大全

// 查詢所有文檔
FindIterable allDocs = collection.find();
for (Document d : allDocs) {
    System.out.println(d.toJson());
}

// 條件查詢：ranking = 1
Document queryEq = new Document("ranking", 1);
collection.find(queryEq).forEach(d -> System.out.println(d.toJson()));

// 範圍查詢：5 <= ranking < 9
Document queryRange = new Document("ranking", 
    new Document("$gte", 5).append("$lt", 9));
collection.find(queryRange).forEach(d -> System.out.println(d.toJson()));

// 投影查詢：只返回特定字段
collection.find().projection(new Document("ranking", 1).append("_id", 0))
    .forEach(d -> System.out.println(d.toJson()));

// 排序與分頁
collection.find()
    .sort(new Document("ranking", -1))  // 降序
    .skip(0).limit(5)                   // 分頁
    .forEach(d -> System.out.println(d.toJson()));

進階主題：處理數組與嵌套文檔

MongoDB 文檔常包含數組類型字段，以下示範如何讀取並映射到 Java 實體類：

實體類定義

public class MediaEntity {
    private Long id;
    private List tags = new ArrayList<>();
    private List keywords = new ArrayList<>();
    private List copyrights = new ArrayList<>();
    private List actors = new ArrayList<>();
    private List directors = new ArrayList<>();
    // getter/setter 略
}

public class Actor {
    private String name;
    private Integer actorId;
    // getter/setter 略
}

數組數據讀取與映射

public static void loadMediaTags(List mediaEntityList) {
    try (MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://host:port")) {
        MongoDatabase db = mongoClient.getDatabase("media_db");
        MongoCollection collection = db.getCollection("media_coll");
        
        // 查詢並逐個處理
        for (Document doc : collection.find().limit(100)) {
            MediaEntity entity = new MediaEntity();
            entity.setId(doc.getLong("_id"));
            
            // 處理簡單字符串數組
            List tagList = doc.getList("tag", String.class);
            if (tagList != null) {
                tagList.forEach(tag -> {
                    entity.getTags().add(tag);
                    entity.getTagIds().add(getTagInt(tag)); // 查詢映射表
                });
            }
            
            // 處理嵌套文檔數組
            List actorsList = doc.getList("actors", Document.class);
            if (actorsList != null) {
                for (Document actorDoc : actorsList) {
                    String name = actorDoc.getString("name");
                    entity.getActors().add(new Actor(name, getActorInt(name)));
                }
            }
            
            // 同理處理 director、keyword、copyright 等字段...
            mediaEntityList.add(entity);
        }
    }
}

// 映射表查詢輔助方法（建議緩存優化）
private static int getTagInt(String tag) {
    try (MongoClient client = MongoClients.create("mongodb://host:port")) {
        Document result = client.getDatabase("db")
            .getCollection("recommend_tag_map")
            .find(new Document("name", tag))
            .first();
        return result != null ? result.getInteger("id", -1) : -1;
    }
}

最佳實踐與性能優化

1. 連接池管理

生產環境務必配置連接池，避免頻繁創建銷毀連接：

MongoClientSettings settings = MongoClientSettings.builder()
    .applyConnectionString(new ConnectionString("mongodb://host:port"))
    .applyToConnectionPoolSettings(builder -> 
        builder.maxSize(100).minSize(10))
    .build();
    
try (MongoClient client = MongoClients.create(settings)) {
    // 業務邏輯
}

2. 索引優化查詢

// 為常用查詢字段創建索引
collection.createIndex(new Document("ranking", 1));
collection.createIndex(new Document("tag", 1)); // 數組字段也可建索引

3. 批量操作提升吞吐

List> writes = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    writes.add(new InsertOneModel<>(new Document("batch", i)));
}
collection.bulkWrite(writes, new BulkWriteOptions().ordered(false));

常見坑點總結

總結

Java 操作 MongoDB 核心在於理解 Document 模型與 BSON 類型映射。掌握基本 CRUD、條件查詢操作符（$gte, $lt, $in 等）、數組嵌套文檔處理，並遵循連接池複用、索引優化、批量寫入等最佳實踐，即可構建高性能、穩定的數據訪問層。