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MongoDB Change Streams入门与实践指南

Change Streams是MongoDB从3.6版本开始提供的一项强大功能，用于实时监控数据库中的数据变更事件。它类似于关系数据库中的触发器，但基于不同的原理，能够为应用程序提供实时的增量数据推送。

Change Streams概述

Change Streams定义为数据变化的事件流，旨在帮助开发者跟踪MongoDB数据库中文档的增删改查操作。它通过订阅机制，实时捕捉数据库中的变更事件，并将这些事件推送给注册的回调函数。这种机制特别适用于需要实时响应数据变化的场景。

Change Streams实现原理

Change Streams的核心实现依赖于MongoDB的oplog（操作日志）结构。oplog记录了所有对数据库集合的增删改查操作。Change Stream通过在oplog上建立一个可滚动的游标（tailable cursor），持续追踪所有变更操作。具体来说，它会监控所有复制集上的变更事件，并根据配置的回调函数将事件内容推送给客户端应用。

支持的变更事件类型

Change Stream能够监控以下类型的变更事件：

• insert/update/delete：插入、更新、删除操作
• drop：集合被删除
• rename：集合被重命名
• dropDatabase：数据库被删除
• invalidate：由于drop、rename或dropDatabase操作，Change Stream会触发invalidate事件并关闭相关订阅

从MongoDB 6.0版本开始，Change Stream还支持DDL（数据定义语言）事件的通知，例如createIndexes和dropIndexes操作。

Change Streams的使用场景

Change Streams适用于以下场景：

故障恢复

在使用Change Streams时，可能会遇到应用服务中断的情况。为了保证数据变更的可用性，Change Stream支持断点恢复机制。具体来说：

• 如果应用在接收到某个变更事件时崩溃，重启后可以通过保留上次变更通知中的_id值，继续从上一个中断点继续获取后续变更事件。

Spring Boot整合Change Streams

Spring Boot提供了对MongoDB的集成支持，可以通过Spring Boot Starter Data MongoDB依赖，将Change Streams与Spring应用集成。以下是具体配置步骤：

引入依赖

在项目的依赖管理中添加以下配置：

       
    
     org.springframework.boot
        
    
     spring-boot-starter-data-mongodb
    
   

配置MongoDB URI

在application.yml中配置MongoDB的连接信息：

spring:    data:        mongodb:            uri: mongodb://hushang:123456@192.168.75.100:28017,192.168.75.100:28018,192.168.75.100:28019/test?authSource=admin&replicaSet=rs0

配置Change Stream监听器

创建一个自定义的MessageListener类，用于接收变更事件：

package com.hs.learn.changestream;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.data.mongodb.core.messaging.Message;import org.springframework.data.mongodb.core.messaging.MessageListener;import org.springframework.stereotype.Component;@Component@Slf4jpublic class DocumentMessageListener implements MessageListener
   
     {    @Override    public void onMessage(Message
    
   

配置MessageListenerContainer

在配置类中注册Change Stream监听器：

package com.hs.learn.config;import com.hs.learn.changestream.DocumentMessageListener;import com.mongodb.ReadConcern;import com.mongodb.ReadPreference;import com.mongodb.TransactionOptions;import com.mongodb.WriteConcern;import com.mongodb.client.model.changestream.FullDocument;import org.bson.Document;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.data.mongodb.MongoDatabaseFactory;import org.springframework.data.mongodb.MongoTransactionManager;import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate;import org.springframework.data.mongodb.core.aggregation.Aggregation;import org.springframework.data.mongodb.core.messaging.ChangeStreamRequest;import org.springframework.data.mongodb.core.messaging.DefaultMessageListenerContainer;import org.springframework.data.mongodb.core.messaging.MessageListenerContainer;import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria;import java.util.concurrent.TimeUnit;@Configurationpublic class MongodbConfig {    @Bean    public MessageListenerContainer messageListenerContainer(MongoTemplate template, DocumentMessageListener documentMessageListener) {        Executor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 5, TimeUnit.MILLISECONDS.toSeconds(30), TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());        MessageListenerContainer container = new DefaultMessageListenerContainer(template, executor) {            @Override            public boolean isAutoStartup() {                return true;            }        };        ChangeStreamRequest request = ChangeStreamRequest.builder(documentMessageListener)                .collection("emp")                .filter(Aggregation.newAggregation(Aggregation.match(Criteria.where("operationType").in("insert", "update", "delete"))))                .fullDocumentLookup(FullDocument.UPDATE_LOOKUP)                .build();        container.register(request, Document.class);        return container;    }}

测试

通过MongoDB Shell验证Change Streams的运行：

rs0 [direct: primary] test> db.emp.insertOne({ name: "hushang", age: 24 })

控制台输出将显示变更事件的详细信息：

Received Message in collection: emptrawsource: ChangeStreamDocument{...}tconverted: Document{...}

以上配置和实现提供了一个完整的Change Streams使用示例，能够帮助开发者了解如何在Spring Boot应用中集成MongoDB的变更事件流。