MongoDB是一种流行的NoSQL（Not only SQL）数据库，表示“不只是SQL”。它在文档的存储上提供了可扩展性和灵活性，最近发布了一款名为GridFS的新工具，用于构建MongoDB文件库。
1. 什么是GridFS？
GridFS是MongoDB NoSQL数据库的一种文件存储解决方案，可以用来存储和检索任意大小的文件，包括音频、视频、图像等等。GridFS通过将大文件切分成小块，每个小块以二进制格式存储在MongoDB文档中，可以将多个文档组合为一个文件。同时，GridFS允许客户端在读写这些文件时能够动态地进行负载均衡和分片。
GridFS有以下两个组件：
fs.files集合存储文件的元数据，其中包括文件名、文件大小、上传日期、MD5散列值等信息。
fs.chunks集合存储文件数据的二进制块。
2. GridFS的优点
2.1 存储和检索大文件
GridFS的特点之一是可以存储和检索任意大小的文件。传统的数据库系统不太适合存储大型二进制文件，因为它们将这些文件保存在表中的一行中，增加了查询和备份的复杂性。而采用GridFS，文件可以在多个Chunk中被分割，然后将这些Chunks分布式存储在MongoDB集群的不同节点上，以实现更好的可扩展性和性能。
2.2 可扩展性
由于MongoDB是分布式的，GridFS可以获得MongoDB的扩展功能。文件可以被切分并存储在多个MongoDB实例中，这些实例可以是物理机、虚拟机或云实例。事实上，许多GridFS应用程序都放置在云上，因为云提供了计算和存储能力的无限扩展。
3. 使用GridFS
使用GridFS很简单，只需按照以下步骤进行：
将文件块存储到fs.chunks集合中。
将文件元数据存储到fs.files集合。
读取文件时，将所有块组合在一起。
示例代码如下：
// 连接MongoDB数据库
const MongoClient = require('mongodb').MongoClient
const url = 'mongodb://localhost:27017'
const dbName = 'example'
const client = new MongoClient(url, {useNewUrlParser: true})
// 在 GridFS 中存储文件
async function storeFile(filePath, fileName) {
try {
await client.connect()
const db = client.db(dbName)
const bucket = new GridFSBucket(db)
const uploadStream = bucket.openUploadStream(fileName)
fs.createReadStream(filePath).pipe(uploadStream)
await new Promise((resolve, reject) => {
uploadStream.on('finish', resolve)
uploadStream.on('error', reject)
})
console.log('Upload Complete !')
} catch (err) {
console.log(err.stack)
}
}
// 从 GridFS 中读取文件
async function readFile(fileName) {
try {
await client.connect()
const db = client.db(dbName)
const bucket = new GridFSBucket(db)
const downloadStream = bucket.openDownloadStreamByName(fileName)
downloadStream.pipe(process.stdout)
} catch (err) {
console.log(err.stack)
}
}
// 测试
storeFile('/path/to/local/file.txt', 'file.txt')
readFile('file.txt')
运行storeFile函数，可以将本地文件路径存储到MongoDB GridFS中。运行readFile函数，可以将存储在MongoDB GridFS中的文件下载到控制台。
4. 结论
在本文中，我们介绍了MongoDB NoSQL数据库中的GridFS文件存储解决方案。通过使用GridFS，我们可以存储和检索任意大小的文件，并通过分片和负载均衡来增加可扩展性和性能。在未来，随着大数据的需求日益增加，GridFS将进一步成为应用程序中存储大型文件的理想解决方案。