在上一章中，我们使用 JavaScript/HTML 构建了我们的应用，并将其与 RESTful API 和 AJAX 集成在一起。您还学习了如何在客户端和服务器上设置 Cookie，为用户提供更好的体验。在本章中，我们将重点介绍如何使用 NoSQL 数据库（如 MongoDB）来改进后端数据库，而不是使用我们目前正在使用的 SQLite 数据库或 MySQL 数据库，并将我们的应用与之集成。
我们将在本章中介绍的主题如下：
- 设置 MongoDB 服务
- 将应用与 MongoDB 集成
在开始安装 MongoDB 之前，让我们先了解一下为什么选择 MongoDB 数据库以及它的用途。
让我们来看看 MangGDB 优于 RDBMS 的优点：
- 灵活模式：MongoDB 是一个文档数据库，其中一个集合包含多个文档。我们不需要在插入数据之前定义文档的模式，这意味着 MongoDB 根据插入到文档中的数据定义文档的模式；然而，在 RDBMS 中，我们需要在向表中插入数据之前定义表的模式。
- 复杂性更低：MongoDB 中没有复杂的连接，就像我们在 RDBMS（例如 MySQL）数据库中所做的那样。
- 更容易扩展：与 RDBMS 相比，MongoDB 更容易扩展。
- 快速可访问性：与 RDBMS（即 MySQL 数据库）相比，MongoDB 的数据检索速度更快。
- 动态查询：MongoDB 支持文档的动态查询，是一种基于文档的查询语言，相对于其他关系型数据库（可能是 MySQL）具有优势。
以下是我们应该使用 MongoDB 的原因：
- MongoDB 将数据存储在 JSON 样式的文档中，这使得它易于与应用集成
- 我们可以在任何文件和属性上设置索引
- MongoDB 实现了自动分片，这使得它易于管理，并且速度更快
- MongoDB 在集群中使用时提供复制和高可用性
使用 MongoDB 有不同的用例。让我们在这里检查一下：
- 大数据
- 用户数据管理
- 内容交付和管理
下图显示了 MongoDB 与 web 应用集成的体系结构图：
让我们看看 MongoDB 的不同术语，下面列出：
- 数据库：这与RDBMS（关系数据库管理系统）中的数据库类似，但在 MongoDB 中，数据库不是表，而是集合的物理容器。MongoDB 可以有多个数据库。
- 集合：这基本上是有自己模式的文档组合。集合对文档的模式没有贡献。它相当于 RDBMS 中的表。
- 文档：类似于 RDBMS 中的元组/行。这是一组键值对。它们有一个动态模式，其中每个文档在单个集合中可能有也可能没有相同的模式。他们也可能有不同的领域。
以下代码是供您理解的示例集合：
{
_id : ObjectId(58ccdd1a19b08311417b14ee),
body : 'New blog post,Launch your app with the AWS Startup Kit!
#AWS',
timestamp : "2017-03-11T06:39:40Z",
id : 18,
tweetedby : "eric.strom"
} MongoDB 以称为BSON的二进制编码格式表示 JSON 文档。
在当前场景中，我们正在 Ubuntu 工作站上工作，因此让我们在 Ubuntu 上安装 MongoDB，如下所示。
我们将使用 Ubuntu 软件包管理工具，如apt，通过使用 GPG 密钥验证发行商签署的软件包，来安装 MongoDB 软件包。
要导入 GPG 密钥，请使用以下命令：
$ sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv EA312927接下来，我们需要设置操作系统的 MongoDB 存储库路径，如下所示：
$ echo "deb http://repo.mongodb.org/apt/ubuntu trusty/mongodb-org/3.2 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.2.list添加后，我们需要更新 Ubuntu 存储库，如下所示：
$ sudo apt-get update 现在存储库已经更新，让我们使用以下命令安装最新的稳定 MongoDB 版本：
$ sudo apt-get install -y mongodb-org安装后，MongoDB 服务应在端口27017上运行。我们可以使用以下命令检查服务状态：
$ sudo service mongodb status如果服务未运行，您可以通过执行以下命令来启动服务：
$ sudo service mongodb start伟大的现在我们已经在本地机器上安装了 MongoDB。此时，我们只需要一个独立的 MongoDB 实例，但是如果您想要创建一个共享的 MongoDB 集群，那么您可以按照以下链接中定义的步骤进行操作：
https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/deploy-shard-cluster/
因此，现在我们已经在机器上启用了 MongoDB 服务，我们可以在上面创建一个数据库了。
以前，在 SQLite3 中创建数据库时，我们需要手动创建数据库并定义表的模式。由于 MongoDB 是无模式的，我们将直接添加新文档，集合将自动创建。此外，在本例中，我们将仅使用 Python 初始化数据库。
在向 MongoDB 添加新文档之前，我们需要为其安装 Python 驱动程序，即pymongo。
将pymongo驱动程序添加到requirements.txt中，然后使用pip包管理器安装，如下所示：
$echo "pymongo==3.4.0" >> requirements.txt
$ pip install -r requirements.txt一旦安装，我们将通过在app.py中添加以下行来导入它：
from pymongo import MongoClient现在我们已经为 Python 导入了 MongoDB 驱动程序，我们将创建一个到 MongoDB 的连接，并在app.py中定义一个函数，该函数将使用初始数据文档初始化数据库，如下所示：
connection = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
def create_mongodatabase():
try:
dbnames = connection.database_names()
if 'cloud_native' not in dbnames:
db = connection.cloud_native.users
db_tweets = connection.cloud_native.tweets
db_api = connection.cloud_native.apirelease
db.insert({
"email": "eric.strom@google.com",
"id": 33,
"name": "Eric stromberg",
"password": "eric@123",
"username": "eric.strom"
})
db_tweets.insert({
"body": "New blog post,Launch your app with the AWS Startup
Kit! #AWS",
"id": 18,
"timestamp": "2017-03-11T06:39:40Z",
"tweetedby": "eric.strom"
})
db_api.insert( {
"buildtime": "2017-01-01 10:00:00",
"links": "/api/v1/users",
"methods": "get, post, put, delete",
"version": "v1"
})
db_api.insert( {
"buildtime": "2017-02-11 10:00:00",
"links": "api/v2/tweets",
"methods": "get, post",
"version": "2017-01-10 10:00:00"
})
print ("Database Initialize completed!")
else:
print ("Database already Initialized!")
except:
print ("Database creation failed!!") 建议您使用集合中的一些文档初始化资源集合，以便在开始测试 API 时获得一些响应数据，否则，您可以不初始化集合而继续。
应在启动应用之前调用前面的函数；我们的主要功能如下：
if __name__ == '__main__':
create_mongodatabase()
app.run(host='0.0.0.0', port=5000, debug=True) 既然我们已经初始化了 MongoDB 数据库，现在是时候重写我们的微服务函数来从 MongoDB 而不是 SQLite 3 存储和检索数据了。
之前，我们使用curl命令从 API 获取响应；取而代之的是，我们将使用一个名为邮递员（的新工具 https://www.getpostman.com ），该应用将帮助您更快地构建、测试和记录 API。
For more information on the workings of POSTMAN, read the documentation at the following link: https://www.getpostman.com/docs/
Chrome 和 Firefox 都支持 POSTMAN，因为它可以很容易地集成为一个附加组件。
首先，我们将修改api_versioninfo API，从 MongoDB 而不是 SQLite3 收集信息，如下所示：
@app.route("/api/v1/info")
def home_index():
api_list=[]
db = connection.cloud_native.apirelease
for row in db.find():
api_list.append(str(row))
return jsonify({'api_version': api_list}), 200 现在，如果您使用 POSTMAN 对其进行测试，它应该会给出如下输出：
伟大的它起作用了。现在，让我们更新 microservices 的其他资源。
我们将在app.py中针对不同的方法修改我们用户资源的 API 函数，如下所示。
GET API 函数获取用户的完整列表。
为了从 MongoDB 数据库中获取完整的用户列表，我们将重写list_users()函数如下：
def list_users():
api_list=[]
db = connection.cloud_native.users
for row in db.find():
api_list.append(str(row))
return jsonify({'user_list': api_list}) 让我们在 POSTMAN 上测试它，看看 API 是否按照预期响应：
由于 MongoDB 数据库的用户集合中目前只有一个文档，因此在前面的屏幕截图中，用户列表中只能看到一个用户。
此 API 函数获取特定用户的详细信息。
要从 MongoDB 数据库中列出特定用户的详细信息，请使用modify list_user(user_id)功能，如下所示：
def list_user(user_id):
api_list=[]
db = connection.cloud_native.users
for i in db.find({'id':user_id}):
api_list.append(str(i))
if api_list == []:
abort(404)
return jsonify({'user_details':api_list} 让我们在 POSTMAN 上测试一下，看看它是否能按预期工作：
此外，我们需要测试不存在用户条目的场景；请尝试此操作，如以下代码所示：
此 API 函数将新用户添加到用户列表中。
在这段代码中，我们将重写add_user(new_user)函数与 MongoDB 交互，向 users 集合中添加一个用户：
def add_user(new_user):
api_list=[]
print (new_user)
db = connection.cloud_native.users
user = db.find({'$or':[{"username":new_user['username']} ,
{"email":new_user['email']}]})
for i in user:
print (str(i))
api_list.append(str(i))
if api_list == []:
db.insert(new_user)
return "Success"
else :
abort(409) 现在我们已经修改了函数，还需要做一件事——前面，ID 是由 SQLite 3 生成的，但是现在，我们需要通过将其添加到 route 函数中，使用随机模块生成 ID，如下所示：
def create_user():
if not request.json or not 'username' in request.json or not
'email' in request.json or not 'password' in request.json:
abort(400)
user = {
'username': request.json['username'],
'email': request.json['email'],
'name': request.json.get('name',""),
'password': request.json['password'],
'id': random.randint(1,1000)
} 让我们向用户列表中添加一条记录，以测试它是否按预期工作。
以下屏幕截图显示了在 MongoDB 中使用 POSTMAN 添加新记录的输出状态：
让我们验证它是否也更新了 MongoDB 集合中的属性。
以下屏幕截图验证我们的新记录已成功添加：
此 API 函数用于更新 MongoDB 用户集合中用户的属性。
为了为特定用户更新 MongoDB 用户集合中的文档，我们需要重写upd_user(user)方法，如下所示：
def upd_user(user):
api_list=[]
print (user)
db_user = connection.cloud_native.users
users = db_user.find_one({"id":user['id']})
for i in users:
api_list.append(str(i))
if api_list == []:
abort(409)
else:
db_user.update({'id':user['id']},{'$set': user}, upsert=False )
return "Success" 现在我们已经更新了这个方法，让我们在 POSTMAN 上测试它并检查响应。
以下屏幕截图显示了使用 POSTMAN 对更新 API 请求的响应：
让我们验证用户文档以检查字段是否已修改：
此 API 从用户列表中删除特定用户。
在这种情况下，我们将修改del_user(del_user)方法，从 MongoDB 用户集合中删除一个用户，如下所示：
def del_user(del_user):
db = connection.cloud_native.users
api_list = []
for i in db.find({'username':del_user}):
api_list.append(str(i))
if api_list == []:
abort(404)
else:
db.remove({"username":del_user})
return "Success" 让我们在邮递员身上测试一下，看看反应是否如预期的那样：
现在我们已经删除了一个用户，让我们看看它是否对整个用户列表进行了任何更改：
伟大的我们对用户资源的所有 RESTfulAPI URL 进行了更改，并对其进行了验证。
现在，我们的用户资源 API 可以很好地使用 MongoDB 作为数据库服务，我们也将对 tweets 资源进行同样的操作。
此函数用于获取所有用户发送的推文的完整列表。
让我们更新我们的list_tweets()方法，开始使用以下代码片段从 MongoDB 的 tweets 集合获取 tweets 列表：
def list_tweets():
api_list=[]
db = connection.cloud_native.tweet
for row in db.find():
api_list.append(str(row))
return jsonify({'tweets_list': api_list}) 现在我们已经更新了代码，让我们在 POSTMAN 上进行测试。以下屏幕截图列出了使用 POSTMAN 发出 API 请求的所有推文：
此函数用于获取特定用户的推文。
为了从 tweets 集合中获取特定用户的 tweets，我们需要修改当前的list_tweet(user_id)功能，如下所示：
def list_tweet(user_id):
db = connection.cloud_native.tweets
api_list=[]
tweet = db.find({'id':user_id})
for i in tweet:
api_list.append(str(i))
if api_list == []:
abort(404)
return jsonify({'tweet': api_list}) 让我们测试一下我们的 API，并验证它是否按预期工作：
此函数用于添加来自现有用户的新推文。
在这种情况下，我们需要修改我们的add_tweet(new_tweet)方法来与用户交互，并在 MongoDB 中的 tweets 集合中添加新的 tweets，如下所示：
def add_tweet(new_tweet):
api_list=[]
print (new_tweet)
db_user = connection.cloud_native.users
db_tweet = connection.cloud_native.tweets
user = db_user.find({"username":new_tweet['tweetedby']})
for i in user:
api_list.append(str(i))
if api_list == []:
abort(404)
else:
db_tweet.insert(new_tweet)
return "Success" 现在我们已经修改了记录，让我们测试一下。以下屏幕截图显示了POST请求使用 POSTMAN 添加新推文的成功状态：
现在，让我们验证新添加的 tweet 是否已在 tweet 列表中更新，如以下屏幕截图所示：
在本章中，我们将基于文件的数据库服务（SQLite）迁移到了基于 NoSQL 文档的数据库服务（MongoDB）。您学习了如何将 MongoDB 与 RESTful API 集成，以响应保留数据，并根据客户机的请求进行响应。下一章将更有趣，因为我们将使用 React 构建前端 web 视图。