MongoDB之bson的介绍
MongoDB之bson的介绍
1. 什么是bson
BSON是一种类json的一种二进制形式的存储格式,简称Binary JSON,它和JSON一样,支持内嵌的文档对象和数组对象,但是BSON有JSON没有的一些数据类型,如Date和BinData类型。
BSON可以做为网络数据交换的一种存储形式,这个有点类似于Google的Protocol Buffer,但是BSON是一种schema-less的存储形式,它的优点是灵活性高,但它的缺点是空间利用率不是很理想,
BSON有三个特点:轻量性、可遍历性、高效性
{“hello":"world"} 这是一个BSON的例子,其中"hello"是key name,它一般是cstring类型,字节表示是cstring::= (byte*) "/x00" ,其中*表示零个或多个byte字节,/x00表示结束符;后面的"world"是value值,它的类型一般是string,double,array,binarydata等类型。
2. bson在MongoDB中的使用
MongoDB使用了BSON这种结构来存储数据和网络数据交换。把这种格式转化成一文档这个概念(Document),因为BSON是schema-free的,所以在MongoDB中所对应的文档也有这个特征,这里的一个Document也可以理解成关系数据库中的一条记录(Record),只是这里的Document的变化更丰富一些,如Document可以嵌套。
MongoDB以BSON做为其存储结构的一种重要原因是其可遍历性。
3. 几个BSON的例子
3.1 一个Document的BSON表示:
{ title:"MongoDB", last_editor:"192.168.1.122", last_modified:new Data("27/06/2011"), body:"MongoDB introduction", categories:["Database","NoSQL","BSON"], revieved:false }
这是一个简单的BSON结构体,其中每一个element都是由key/value对组成的
3.2 一个嵌套的例子
{ name:"lemo", age:"12", address:{ city:"suzhou", country:"china", code:215000 } scores:[ {"name":"english","grade:3.0}, {"name":"chinese","grade:2.0} ] }
这是一种相对复杂点的例子,其中包括了地址对象和分数对象数组,这里使用了嵌套文档对象与文档对象数据来表示单个学生的信息,这种嵌套的文档结构要使用关系数据库来做是比较复杂的。
4. BSON c++ 代码分析
MongoDB源代码树中包括了BSON的代码库,你只要包含bson.h这个头文件就行了,其中有四个类是比较重要的:
* mongo::BSONObj,这个是BSON对象的表示 * mongo::BSONElement,这个是BSON对象中元素的表示方法 * mongo::BSONObjBuilder,这是构建BSON对象的类 * mongo::BSONObjIterator,这是用来遍历BSON对象中每一个元素的一个迭代器
下面是创建一个BSON对象
BSONObjBuilder b; b.append("name","lemo"), b.append("age",23); BSONObj p = b.obj();
或者
BSONObj p = BSONObjBuilder().append("name","lemo").append("age",23).obj();
或者用流的方法来
BSONObjBuilder b; b << "name" << "lemo" << "age" << 23; BSONObj p = b.obj();
或者用宏来创建一个对象
BSONObj p = BSON( "name" << "Joe" << "age" << 33 );
这里分析一下这四个类的一些代码:
mongo::BSONObj主要是用于存储BSON对象的,具体的存储格式如下
<unsigned totalSize> {<byte BSONType><cstring FieldName><Data>}* EOO -------------------- ------------- ----------------- ---- --- totalSize: 一个总的字节长度,包含自身 BSONType: 对象类型,这里有Boolean,String,Date等类型,具体可以参考bsontypes.h这个文件 FieldName: 这里表示字段名 Data: 这里是放具体的数据,数据的存储方式根据不同的BSONType来 * : 表示可以有多个元素组成 EOO: 这是一个结束符,一般是/x00来表示
一般来说,BSONObj的创建都是通过BSONObjBuilder来做的,除非你已经得到了其字节流,那可以直接生成BSONObj
mongo::BSONElement 它主要是用于存储对象中的单个元素,存储格式如下
<type><fieldName><value>
这个对象主要是指向BSONObj对象中具体元素的地址,它不实际存储元素的值。
mongo::BSONObjBuilder 它主要是用于生成BSONObj,这个对象集成了StringBuilder,它主要用于存储实际的字节点,用于替换std::stringstream,而这个StringBuilder集成了BufBuilder,这是一个可以动态增长内存缓冲区,但最大容量不能超过64MB的大小,也就是说一个BSONObj最大不能超过64MB。
mongo::BSONOBjIterator 它主要是用来遍历BSONObj对象中的每一个元素,提供了类似于stl iterator的一些接口,它还提供了一个ForEach宏来提供更方便的操作,如
if (foo) { BSONForEach(e, obj) doSomething(e); }
5. 参考
* http://www.mongodb.org/pages/viewpage.action?pageId=16646453
* http://bsonspec.org/
* http://www.mongodb.org/display/DOCS/BSON
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