第八章 JSON 與 NoSQL

一般 Web 應用程式通常都是使用關聯性資料庫做為資料儲存體，就可以很容易的透過 SQL 語法做新增、修改、刪除與查詢對資料進行操作，甚至可以結合兩個表格的查詢。

SELECT Account.firstName,Account.lastName,Address.street,Address.zip From Account JOIN Address
ON Account.accoundId = Address.accountId;

透過SQL JOIN 語句，就可以取得 Account 與 Address 這兩個資料表的關聯資料：firstName，lastName，street與zip。

NoSQL 不是關聯式資料庫，無法使用 SQL 語句查詢資料已取得關聯表格。 NoSQL是一個【鍵-值儲存體】有些是XML文件或JSON文件，我們討論一種使用JSON文件來儲存資料的文件儲存體資料庫 CouchDB 。

8-1 CouchDB 資料庫

CouchDB 是一種 NoSQL 資料庫，以非關聯式方式儲存 JSON 文件資料。

CouchDB 網站位置：http://couchdb.apache.org/

以【NoSQL】冠名的資料庫，就是告訴我們他不是關聯式資料庫，我們不能使用SQL語句來查詢資料。

當我們要查詢帳戶與地址這總關聯式資料庫時，使用 CouchDB 時，資料的關係不會要求使用資料表分開的方式儲存並於讀取時組合，關係是由資料表達。

範例【表示帳戶的JSON物件】

{
  "firstName": "Bob",
  "lastName" : "Barker",
  "age" : 91,
  "address" : [
	{
	"street" : "123 fake st",
	"city" : "Somewhere",
	"state" : "OR",
	"zip" : "97520"
	},
	{
	"street" : "456 fake st",
	"city" : "Some Place",
	"state" : "CA",
	"zip" : "9600"
	}
	]
}

當我們向 CouchDB 資料庫查詢帳戶資料時，會取得一份結構化的文件，無須重組關聯性，這種方式既方便又快。但是當需要多層的關聯，這種文件模式很快就會遇到麻煩。例如地址與城市要與不同的表作關聯，或者是城市與郵遞區號產生關聯，單一結構文件就會很難表達複雜的關係。

CouchDB 另一個擅長的事情就是處裡演進資料。我覺得用【處裡演進資料】來敘述有點抽象，我把它稱為【加欄位】這樣比較有感覺，每當客戶要改資料欄位時，就真的很想....幫他改XDD。 當我的資料表越複雜時，也許就會再開一個資料表來協助儲存關聯資訊。

使用 CouchDB 時，當資料演進時可以不需要修改結構描述，可以在JSON中以物件陣列代表電話號碼，這樣每個帳號可以有無限的相關電話號碼相關紀錄。

範例【物件代表電話號碼】

{
  "phoneNumbers" : [
    {
	   "description" : "home phone",
	   "number" : "02-753-3967"
	},
	{
	   "description" : "cell phone",
	   "number" : "0935-999-999"
	},
	{
	   "description" : "fax",
	   "number" : "02-899-9888"
	}
  ]
}

如果再度演進，第二支手機有新的號碼，我們可以將新手機號碼直接加入 phoneNumbers 物件中。

範例【物件中加入新的號碼】

{
  "phoneNumbers" : [
    {
	   "description" : "home phone",
	   "number" : "02-753-3967"
	},
	{
	   "description" : "cell phone",
	   "number" : "0935-999-999"
	},
	{
	   "description" : "fax",
	   "number" : "02-899-9888"
	},
	{
	   "description" : "cell phone2",
	   "number" : "0988-888-888"
	}
  ]
}

另外，若要在帳戶中加入新的欄位，我們可以直接加入新的紀錄中，無須修改資料結構描述。

範例【帳戶加入新的欄位galaxy】

{
  "firstName": "Bob",
  "lastName" : "Barker",
  "age" : 91,
  "address" : [
				{
				"street" : "123 fake st",
				"city" : "Somewhere",
				"state" : "OR",
				"zip" : "97520"
				},
				{
				"street" : "456 fake st",
				"city" : "Some Place",
				"state" : "CA",
				"zip" : "9600"
				}
  			  ],
    "galaxy" : "Milky Way"				
}

8-2 安裝CouchDB

使用Ubuntu安裝方式很簡單，照著官網提供的方式順序安裝即可完成。

安裝 ppa-finding 工具 for 12.04 release

sudo apt-get install python-software-properties -y

sudo apt-get install software-properties-common -y
添加 PPA 。PPA 說明參考網址：PPA

sudo add-apt-repository ppa:couchdb/stable -y
更新套件

sudo apt-get update -y
移除全部的二進位安裝方式的 Couchdb 檔案

sudo apt-get remove couchdb couchdb-bin couchdb-common -yf
開始安裝 Couchd，加入-V 參數，可以觀看安裝訊息

sudo apt-get install -V couchdb

Reading package lists...
Done Building dependency tree
Reading state information...
Done
The following extra packages will be installed:
couchdb-bin (x.y.z0-0ubuntu2)
couchdb-common (x.y.z- 0ubuntu2)
couchdb (x.y.z-0ubuntu2)
停止 Couchdb

sudo stop couchdb

couchdb stop/waiting
- 若有需求可修改 /etc/couchdb/local.ini 設定檔的 'bind_address=0.0.0.0' 修改連線IP。*
啟動 CouchDB 指令

sudo start couchdb

couchdb start/running, process 3541

馬上透過網址連線 CouchDB，http://127.0.0.1:5984/ 若已正常啟動，就以透過網址方式看到網頁顯示的內容，代表您的 CouchDB 已安裝成功。

{
    "couchdb": "Welcome",
    "uuid": "ca53fa82a896fde3fe1f35d53162bedb",
    "version": "1.6.1",
    "vendor": {
        "name": "Ubuntu",
        "version": "14.04"
    }
}

8-3 CouchDB API

使用 CouchDB 時，向資料庫查詢資料方式是透過Http請求資源。底下示範如何新增資料庫與資料。

查詢目前我們的資料庫有哪些預設的資料庫。

http://127.0.0.1:5984/_all_dbs

[
    "_replicator",
    "_users"
]

顯示目前我們只有兩個預設的資料庫，_replicator 和 _users。

查詢 _users 資料庫資訊。

http://127.0.0.1:5984/_users

{
    "db_name": "_users",
    "doc_count": 1,
    "doc_del_count": 0,
    "update_seq": 1,
    "purge_seq": 0,
    "compact_running": false,
    "disk_size": 4194,
    "data_size": 2141,
    "instance_start_time": "1454122440071841",
    "disk_format_version": 6,
    "committed_update_seq": 1
}

注意 doc_count 這個名稱-值對，他代表資料庫文件數，目前是1。

查詢*_users*資料庫中所有文件識別陣列。

http://127.0.0.1:5984/_users/_all_docs

{
    "total_rows": 1,
    "offset": 0,
    "rows": [
        {
            "id": "_design/_auth",
            "key": "_design/_auth",
            "value": {
                "rev": "1-75efcce1f083316d622d389f3f9813f7"
            }
        }
    ]
}

目前只有顯示有一個文件識別陣列。

透過查詢*_users*資料庫中所有文件識別陣列請求文件。

http://127.0.0.1:5984/_users/_design/_aut

{
    "_id": "_design/_auth",
    "_rev": "1-75efcce1f083316d622d389f3f9813f7",
    "language": "javascript",
    "validate_doc_update": "*etc...*"
}

建立一個新資料庫，修改Http 為 PUT 動詞，建立一個account資料表。

PUT http://127.0.0.1:5984/accounts

{"ok":true}

代表建立成功。透過前面的查詢資料庫 API，得知目前我們有3個資料表。

[
    "_replicator",
    "_users",
    "accounts"
]

建立一個新資料，修改Http 為 POST 動詞。請確認 Content-type:application/json

POST http://127.0.0.1:5984/accounts

傳送文件內容如下。

{
  "name" : "Shon",
  "age" : 20,
  "address" : { 
      "street" :"450 Fakey Fake st",
      "city" : "somewhere",
      "state" : "CA",
      "zip" : "123"
      },
   "gender" : "male"
}

回應如下，就代表建立成功。

{
    "ok":true,
    "id":"0e2271540bd5a17dd4fd4fc3e800125c",
    "rev":"1-06eb6f58155be163f2588a34d3ff5832"
}

透過前述的查詢即可得知該筆資料的內容。最後也可以透過網頁操作的方式完成上述的工作，在網址後面加入 _utils。
http://127.0.0.1:5984/_utils/