使用Node.js + Mongodb構建基於Cloud Foundry的項目

隨着雲計算的興起，很多廠商都推出了自己的雲計算平臺，如VMware、Amazon、Google、Microsoft等。

本文將介紹VMware公司的雲計算平臺 - Cloud Foundry，本文將使用Node.js + MongoDB構建基於Cloud Foundry的項目。

必備知識：

Node.js和NPM命令行的使用。
Node.js的語法。
MongoDB的語法。
Mongoose的語法。

環境搭建：

Windows 7
Node.js + Ruby + vmc（Cloud Foundry CIL命令行工具）

用戶級別及難度：

全部用戶
適中

範例文件：

http://pan.baidu.com/share/link?shareid=30772&uk=2298510329

通過本文將學會：

掌握Node.js、Ruby、DevKit、vmc（Cloud Foundry CIL命令行工具）的環境配置。
使用tunnel連接Cloud Foundry遠程數據庫（MongoDB）的方式。

Node.js的配置：

下載：http://nodejs.org/download/
配置：
- 根據實際情況下載對應的node.js安裝包。（選擇的版本儘量與Cloud Foundry的Node.js環境保持一致）
- 由於使用了msi方案，所以直接雙擊下載後的安裝包即可。
- 重啓系統。
驗證：
- 在cmd中鍵入：node -v / npm -v 如果出現相應的版本號，則安裝成功。

Ruby的配置：

Cloud Foundry的操作基於vmc（CIL命令行工具），安裝vmc前需要Ruby環境。
由於需要使用Devkit，所以此處的Ruby版本爲：1.9.2。（1.9.3在DevKit下有問題）
下載：https://rubyforge.org/frs/?group_id=167（請下載1.9.2-p290版本）
配置：
- 解壓到任意文件夾，如：{盤符}:\DevTools\ruby-1.9.2-p290。
- 在Windows環境變量中增加：
  - RUBY_HOME = {盤符}:\DevTools\ruby-1.9.2-p290
  - Path += %RUBY_HOME%\bin（需配置在系統環境變量，而非用戶環境變量）
- 重啓系統。
驗證：
- 在cmd中鍵入：ruby -v / gem -v 如果出現版本號，則安裝成功。

vmc的安裝：

安裝：
- 使用gem安裝vmc，在cmd中鍵入gem install vmc。（無需重啓）
驗證：
- 在cmd中鍵入vmc -v，如果出現版本號，則安裝成功。

vmc的使用：

建立連接：
- vmc target api.cloudfoundry.com（指定Cloud Foundry API地址）
建立賬戶：
- 通過網站建立：在http://www.cloudfoundry.com/建立賬戶。
- 通過vmc建立，在cmd中鍵入：vmc add-user [--email, --passwd]。
登陸：
- 在cmd中鍵入：vmc login（根據提示輸入註冊時的郵箱地址及密碼）

建立app（Node.js）：

在本地建立文件夾，如：{盤符}:\nodejs\local\testcf
定位到testcf根目錄，在cmd中鍵入：npm install express

在testcf文件夾中新增index.js文件，並鍵入如下內容：

var express = require('express');
var app     = express();
app.get('/', function(req, res) {
    res.send('Hello from Cloud Foundry');
});
app.listen( process.env.VMC_APP_PORT || 3000 );
console.log( "Server start up!" );

本機測試：
- 定位到testcf根目錄，在cmd中鍵入：node index.js
- 控制檯出現：“Server start up!”後，在瀏覽器中鍵入：http://loaclhost:3000，如顯示“Hello from Cloud Foundry”，說明運行成功。

上傳App到Cloud Foundry：

定位到testcf根目錄，在cmd中鍵入：vmc push --runtime=node08，生成如下的內容：

Would you like to deploy from the current directory? [Yn]: y
Application Name: ks-test-cf
Detected a Node.js Application, is this correct? [Yn]: y
Application Deployed URL [ks-test-cf.cloudfoundry.com]:
Memory reservation (128M, 256M, 512M, 1G, 2G) [64M]: 128
How many instances? [1]: 1
Bind existing services to 'ks-test-cf'? [yN]: n
Create services to bind to 'ks-test-cf'? [yN]: n
Would you like to save this configuration? [yN]: y
Manifest written to manifest.yml.
Creating Application: OK
Uploading Application:
  Checking for available resources: OK
  Processing resources: OK
  Packing application: OK
  Uploading (22K): OK
Push Status: OK
Staging Application 'ks-test-cf': OK
Starting Application 'ks-test-cf': OK

注：上述英文比較簡單，翻譯略過。由於當前項目並沒有使用數據庫，所以
不需要綁定（Binding）和建立（Create）任何Service。

- 在瀏覽器中鍵入：http://ks-test-cf.cloudfoundry.com/，如出現“Hello from Cloud Foundry”，說明運行成功。（與在本地運行效果一樣）

MongoDB的配置：

下載：
- http://www.mongodb.org/downloads
配置：
- 根據實際情況下載對應的MongoDB壓縮包。
  注：由於Cloud Foundry對應MongoDB的版本是2.0，所以避免出現本地測試環境與Cloud Foundry不一致的情況，儘量選擇相應版本。
- 解壓到任意文件夾，如：{盤符}:\DevTools\mongodb-2.0.7。
- 在Windows環境變量中增加：
  - MONGODB_HOME = {盤符}:\DevTools\mongodb-2.0.7
  - Path += %MONGODB_HOME%\bin
- 重啓系統。
驗證：
- 在cmd中鍵入：mongo --version 如出現版本號，則安裝成功。
使用：
- 在本地建立一個文件夾，如：{盤符}:\mongodb\testdb。
- 在cmd中鍵入：mongod --dbpath {盤符}:\mongodb\testdb，即可連接到本地數據庫。

注：可以使用MongoVUE等客戶端操作MongoDB。

Mongoose的配置：

Mongoose是第三方的Noe.js模塊，可以更方便的操作MongoDB。
下載：
- 在cmd中鍵入：npm install mongoose
驗證：（如出現類似下圖的內容，說明安裝成功）

注意：
- mongoose在安裝的時候需要依賴於mongodb（Node.js模塊）
- 如mongodb模塊未安裝的話，mongoose會自動安裝，如上圖所示。
- 獨立安裝mongodb，在cmd中鍵入：npm install mongodb（注意npm的版本必須要大於1.1.19,否則會出現錯誤）

Node.js 連接MongoDB：（Localhost本地方式）

Mongoose的引入：
```
var db = require( 'mongoose' );
```

定義一個Object結構：（爲了與Cloud Foundry配合）

mongo = {
    'hostname' : 'localhost',
    'port'     : 27017,
    'username' : '',
    'password' : '',
    'db'      : testdb
}

注：hostname、port和db這三個屬性。（應與你的開發環境相對應）

生成mongoose連接mongodb時的URL字符串：

var generate_mongo_url = function( mongo ) {
  return 'mongodb://' + mongo.hostname + ':' + mongo.port + '/' + mongo.db;
}

連接數據庫（MongoDB）：
```
db.connect( mongourl );
```

建立Schame及模型：

var Schema   = db.Schema,
    ObjectId = Schema.ObjectId;
var testSchema = new Schema({
  host  : String,
  dbs   : String,
  time  : Date
});

綁定模型：

var TestModule = db.model( 'test-cloudfoundry', testSchema );

注：test-cloudfoundry是Collection的名字（Collection相當於SQL的Table概念）

保存數據到Collection：

var test   = new TestModule();
  test.host  = mongo.hostname;
  test.dbs   = mongo.db;
  test.time  = new Date();
  test.save( function( err ) {
    if (!err) {
      console.log( 'save complete' )
    }
    else {
      console.log( 'save error = ' + err )
    }
  });

注：save方法相當於SQL的Insert語句，同時Mongoose還定義了回調函數
以供使用。

運行：
- 使用mongod --dbpath的方式連接到本地的MongoDB。
- 定位到test-cf根目錄，在cmd中鍵入：node index.js。
- 在瀏覽器中訪問http://localhost:3000/，在cmd中出現如下內容，則說明調用MongoDB成功。
```
mongodb url : mongodb://localhost:2701
/testdbServer start at http://localhost:3000
save complete
```

注意：
- 變量mongo可以不用定義爲Object類型，只是爲了與Cloud Foundry配合才這麼處理。
- Mongoose獨特的Schame機制對應了Table數據結構。

連接Cloud Foundry遠程數據庫：

安裝：

gem install eventmachine --pre

gem install caldecott（如出現異常或如下錯誤，則需要安裝DevKit，否則跳過本節）

Please update your PATH to include build tools or download the DevKit
from 'http://rubyinstaller.org/downloads' and follow the instruction
at 'http://github.com/oneclick/rubyinstaller/wiki/Development-Kit'

DevKit的安裝：
- 下載：http://rubyinstaller.org/downloads/
- 配置：
  - 解壓到任意文件夾，如{盤符}:\DevTools\devkit-4.5.2
  - 定位到devkit-4.5.2根目錄，在cmd中鍵入：ruby dk.rb init
  - 正確安裝後，會生成config.yml文件，編輯此文件並鍵入ruby所在的目錄，格式：- {盤符}:/DevTools/ruby-1.9.2-p290（注意橫崗、斜槓）
  - ruby dk.rb review（檢查要添加DevKit支持的Ruby列表是否有誤，可以略過）
  - ruby dk.rb install
- 驗證：
  - gem install caldecott
  - 如未出現任何錯誤信息，則安裝成功。
- 注意：
  - DevKit版本號：DevKit-tdm-32-4.5.2-20111229-1559-sfx.exe
  - DevKit-tdm-32-4.5.2-20111229-1559-sfx.exe對應的Ruby版本：1.9.2-p290

注：上述版本的匹配已驗證通過，其他版本未驗證。

Node.js 連接MongoDB：（Cloud Foundry遠程方式）

新建MongoDB Service：
- vmc create-service mongodb testdb
綁定Service到App（ks-test-cf）：
- vmc bind-service testdb ks-test-cf
  注：testdb是剛剛建立的MongoDB；ks-test-cf是之前上傳（push）的App Name。

對Node.js連接本地MongoDB進行改造：

修改mongo變量：

if( process.env.VCAP_SERVICES ) {
  var env = JSON.parse( process.env.VCAP_SERVICES );
  mongo   = env[ 'mongodb-2.0' ][ 0 ][ 'credentials' ];
}
else {
  mongo = {
    'hostname' : 'localhost',
    'port'     : 27017,
    'username' : '',
    'password' : '',
    'db'       : 'testdb'
  }
}

                注：增加判斷當前環境的邏輯，process.env.VCAP_SERVICES是Node.js
                提供的系統變量（JSON），保存了當前登陸Cloud Foundry App
              （ks-test-cf）的必要信息。

修改generate_mongo_url方法：

var generate_mongo_url = function( obj ) {
  if( process.env.VCAP_SERVICES ) {
    return 'mongodb://' + obj.username + ':' + obj.password + '@' + obj.hostname + ':' + obj.port + '/' + obj.db;
  }
  else {
    return 'mongodb://' + obj.hostname + ':' + obj.port + '/' + obj.db;
  }
}

注：加入了當前環境爲Cloud Foundry時，生成mongodb字符串的邏輯，
相對本地連接url來說，增加了username、password。

更新：

定位到testcf根目錄，在cmd中鍵入：vmc update ks-test-cf，如出現下面的內容，則說明更新成功：

Uploading Application:
  Checking for available resources: OK
  Processing resources: OK
  Packing application: OK
  Uploading (26K): OK
Push Status: OK
Stopping Application 'ks-test-cf': OK
Staging Application 'ks-test-cf': OK
Starting Application 'ks-test-cf': OK

運行：
- 在瀏覽器中鍵入：http://ks-test-cf.cloudfoundry.com/
- 在cmd中鍵入：vmc logs ks-test-cf（查看ks-test-cf的後臺打印信息）
```
Server start up!
mongodb url : mongodb:/XXXXXXXXXXX:[email protected]:25176/db
Server start at http://172.30.50.21:12265
save complete
```

遠程連接Cloud Foundry數據庫（testdb）：

在cmd中鍵入：vmc tunnel testdb，會出現如下內容：

Binding Service [testdb]: OK
Stopping Application 'caldecott': OK
Staging Application 'caldecott': OK
Starting Application 'caldecott': OK
Getting tunnel connection info: OK
Service connection info:
  username : XXXXXXXXXXX
  password : XXXXXXXXXXX
  name     : db
  url      : mongodb://XXXXXXXXXXX:[email protected]:25176/db
                                                                
Starting tunnel to testdb on port 10000.
1: none
2: mongo
3: mongodump
4: mongorestore
                                                                
Which client would you like to start

注：其中username和password是Cloud Foundry系統生成，在這裏已經隱
去。選擇1，可以使用本地客戶端進行連接，如之前提到的MongoVUE。

MongoVUE的連接：

注：Service、Port按照如上填寫；Username、Password、Database(s)
按照Cloud Foundry給出的內容填寫。

注意：
- 注意env[ 'mongodb-2.0' ][ 0 ][ 'credentials' ]中的'mongodb-2.0'指：MongoDB的版本號。
- 使用vmc tunnel testdb的時候，需要根據“連接Cloud Foundry遠程數據庫”節進行配置。
- 上述修改只給出關鍵代碼，餘下代碼請看附件。

總結：

vmc需要Ruby環境。
連接Cloud Foundry遠程數據庫需要Ruby的eventmachine、caldecott這兩個包。
安裝caldecott需要DevKit的支持。
通過增加Cloud Foundry系統變量：process.env.VCAP_SERVICES來進行當前環境的判斷。

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