如何安放你的大文件，MongoDB GridFS可以幫助你

1 簡介

衆所周知（你不知也當你知），MongoDB是以文檔（Document）組織數據的。除了常用於存儲Json數據，它也是可以存儲普通文件的。我們可以把一些文件以BSOON的格式存入MongoDB，十分方便，比較說圖片、文本文件等。但MongoDB的BSON Document有大小限制，最大不能超過16MB。這對我們存儲大文件是不方便的。還好，MongoDB爲我們提供了GridFS文件存儲組件，讓我們可以存儲超過16MB的文件，小文件當然也可以了。接下來讓我們一起學習一下這個GridFS存儲。

2 基本原理與概念

GridFS原理比較簡單，就是把大文件拆成小文件來存儲而已。當我們存入一個文件時，默認使用集合fs.files和fs.chunks來存儲文件。其中fs.files存儲的是文件的信息，fs.chunks用來存放文件內容，以BSON格式存放。

fs.files的一條記錄如下：

{
    "_id" : ObjectId("5ec6b44af3760d5999bd1c91"),
    "length" : NumberLong(1048576),
    "chunkSize" : 261120,
    "uploadDate" : ISODate("2020-05-21T17:03:06.217Z"),
    "filename" : "pkslow.txt",
    "metadata" : {}
}

字段解釋：

_id：主鍵ID；

length：文件大小；

chunkSize：chunk的大小，決定要分幾個chunk來存放文件；

uploadDate：文件上傳時間；

filename：文件名；

metadata：文件其它信息，可以自定義加上，這樣有利於後續的檢索和使用等。

fs.chunks的一條記錄如下：

{
    "_id" : ObjectId("5ec6b44af3760d5999bd1c94"),
    "files_id" : ObjectId("5ec6b44af3760d5999bd1c91"),
    "n" : 2,
    "data" : { "$binary" : "xxxxxxxxx", "$type" : "00" }
}

字段解釋：

_id：主鍵ID；

files_id：所存內容對應的文件ID，可以看到與fs._id的值是一樣的；

n：第幾個chunk的索引，從0開始；

data：文件內容；

從感觀上看了兩個集合的字段，相信大家基本知道GridFS是怎麼組織數據的了。當我們存入一個文件時，如果文件較小，小於chunkSize，則會把文件信息存入fs.files，只有一條記錄；文件內容會存入fs.chunks，也只有一條記錄。如果存的文件大於chunkSize，也會在fs.files生成一條記錄，但在fs.chunks中會生成多條記錄來存放文件內容。如下圖所示：

MongoDB爲我們建立了相關索引，可以加速查詢，如fs.files的文件名和上傳時間；fs.chunks的文件ID和n。

3 常用mongofiles命令

講了基本原理，我們來實際操作一下，使用MongoDB給我們準備好的命令來做一些操作。當然，首先要有一個安裝好的數據庫，可以參考《用Docker安裝一個MongoDB最新版玩玩》。

我們都是使用mongofiles命令進行操作的，需要指定比較多的參考，例如下面的命令用於列出所有文件：

mongofiles --username user --password 123456 --host 127.0.0.1 --port 27017 --authenticationDatabase admin --db testdb list

爲了不要每次都輸入這麼長的命令，我們加個別名：

alias mf='mongofiles --username user --password 123456 --host 127.0.0.1 --port 27017 --authenticationDatabase admin --db testdb'

列出文件：

mf list

存入文件：存入的文件名與本地文件名一樣。

mf put pksow.txt

讀取文件：

mf get pkslow.txt

查找文件：

mf search pkslow

刪除文件：

mf delete pkslow.txt

指定自定義文件名：

mf --local pkslow.txt put /com/pkslow.txt

4 總結

發揮你的想象力，GridFS能做的事很多，存圖片、音頻、視頻等，有時我們只想查看大文件的部分內容，也能方便實現。

注：本文使用的MongoDB版本爲4.2.1。

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