mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验

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索姆拉 2023-11-09 10:12:37

文章标签 mysql数据库gbk mysql redis mongodb 数据库 文章分类 MySQL 数据库

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实验四：NoSQL和关系数据库的操作比较
一、实验目的
 理解四种数据库(MySQL、HBase、Redis和MongoDB)的概念以及不同点；
 熟练使用四种数据库操作常用的Shell命令；
 熟悉四种数据库操作常用的Java API。
二、实验平台
 操作系统：Linux（Ubuntu18.04）；
 Hadoop版本：3.1.3；
 MySQL版本：Ver14.14 Distrib 5.7.32-0ubuntu0.18.04.1；
 HBase版本：2.2.1；
 Redis版本：6.0.9；
 MongoDB版本：3.6.3；
 JDK版本：openjdk-1.8；
 Java IDE：Eclipse；
三、实验步骤
（一） MySQL数据库操作

提前创建好bigdata数据库

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql

学生表Student
Name English Math Computer
zhangsan 69 86 77
lisi 55 100 88

根据上面给出的Student表，在MySQL数据库中完成如下操作：
（1）在MySQL中创建Student表，并录入数据；
首先创建表：
create table student(
name varchar(30) not null,
English tinyint unsigned not null,
Math tinyint unsigned not null,
Computer tinyint unsigned not null
);

可见表已创建成功，此时开始添加数据：
insert into student values(“zhangsan”,69,86,77);
insert into student values(“lisi”,55,100,88);

（2）用SQL语句输出Student表中的所有记录；
SQL语句：select * from student;

（3）查询zhangsan的Computer成绩；
SQL语句：select name , Computer from student where name = “zhangsan”;

（4）修改lisi的Math成绩，改为95。
SQL语句：update student set Math=95 where name=“lisi”;

可见lisi的Math成绩已成功修改为95
2.根据上面已经设计出的Student表，使用MySQL的JAVA客户端编程实现以下操作：
（1）向Student表中添加如下所示的一条记录：
scofield 45 89 100

新建一个项目mysqltest，然后再建mysql包，在包中新建java类Test1

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_数据库_02

去菜鸟教程中：https://www.runoob.com/java/java-mysql-connect.html 下载mysql的jar包并导入：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mongodb_03

JAVA代码：

package mysqltest;
import java.sql.*;
public class Test1 {
	static final String DRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";  
	static final String DB = "jdbc:mysql://localhost:3306/bigdata?serverTimezone=UTC"; // 数据库
	static final String USER = "root";
	static final String PASSWD = "123456";  
	public static void main(String[] args) {
		Connection conn = null;
		Statement stmt = null;
		try { // 加载驱动程序
			Class.forName(DRIVER);
			System.out.println("正在连接数据库..."); // 打开一个连接
			conn = DriverManager.getConnection(DB, USER, PASSWD); // 执行一个查询
			stmt = conn.createStatement();
			String sql = "insert into student values('scofield',45,89,100)";
			stmt.executeUpdate(sql);
			System.out.println("插入成功");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (stmt != null)
				try {
					stmt.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			if (conn != null)
				try {
					conn.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
		}
	}
}

运行成功

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_数据库_04

在mysql中验证结果，如图数据成功添加：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_数据库_05

（2）获取scofield的English成绩信息

新建java文件Test2

JAVA代码：

package mysqltest;
import java.sql.*;
public class Test2 {
	static final String DRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";  
	static final String DB = "jdbc:mysql://localhost:3306/bigdata?serverTimezone=UTC"; // 数据库
	static final String USER = "root";
	static final String PASSWD = "123456"; 
	public static void main(String[] args) {
		Connection conn = null;
		Statement stmt = null;
		ResultSet rs = null;
		try { // 加载驱动程序
			Class.forName(DRIVER);
			System.out.println("正在连接数据库..."); // 打开一个连接
			conn = DriverManager.getConnection(DB, USER, PASSWD);// 执行一个查询
			stmt = conn.createStatement();
			String sql = "select name,English from student where name='scofield' ";
			rs = stmt.executeQuery(sql); //执行语句，获得结果
			System.out.println("name" + "      " + "English");
			while (rs.next()) {
				System.out.printf("%-10s%-10d",rs.getString(1),rs.getInt(2));
			}
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (rs != null)
				try {
					rs.close();
				} catch (SQLException e1) {
					e1.printStackTrace();
				}
			if (stmt != null)
				try {
					stmt.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			if (conn != null)
				try {
					conn.close();
				} catch (SQLException e) {
					e.printStackTrace();
				}
		}
	}
}

运行成功，获取到scofield的English成绩信息：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mongodb_06

（二）HBase数据库操作

学生表Student

name score

English Math Computer

zhangsan 69 86 77

lisi 55 100 88

根据上面给出的学生表Student的信息，执行如下操作：
（1）用Hbase Shell命令创建学生表Student；
进入hbase-2.2.2路径下，输入命令./bin/hbase shell

创建 student3 表，create第一个参数位表名，后面为列/列族名

插入数据

（2）用scan命令浏览student3表的相关信息；

（3）查询zhangsan的Computer成绩；

（4）修改lisi的Math成绩，改为95。
先修改，再用get命令验证结果

2.根据上面已经设计出的student3表，用HBase API编程实现以下操作：
（1）添加数据：English:45 Math:89 Computer:100
scofield 45 89 100
代码：

import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;

public class Test6 {
	public static Configuration configuration;
	public static Connection connection;
	public static Admin admin;
	public static void main(String[] args) {
		try {
			insertRow("student3", "scofield", "score", "English", "45");
			insertRow("student3", "scofield", "score", "Math", "89");
			insertRow("student3", "scofield", "score", "Computer", "100");
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static void insertRow(String tableName, String key, String colFamily, String col, String val)
			throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
		Put put = new Put(key.getBytes());
		put.addColumn(colFamily.getBytes(), col.getBytes(), val.getBytes());
		table.put(put);
		System.out.println("插入成功");
		table.close();
	close();
	}
	public static void init(){
	configuration  = HBaseConfiguration.create();
	configuration.set("hbase.rootdir","hdfs://localhost:9000/hbase");
	try{
	connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
	admin = connection.getAdmin();
	    }catch (IOException e){
	e.printStackTrace();
	    }
	}
	public static void close() {
		try {
			if (admin != null) {
				admin.close();
			}
			if (null != connection) {
				connection.close();
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_redis_07

hbase shell查看

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_08

（2）获取scofield的English成绩信息。

代码：

package bigdata_test4;
import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;

public class Test7 {
	public static Configuration configuration;
	public static Connection connection;
	public static Admin admin;

	public static void main(String[] args) {
		try {
			getData("student3", "scofield", "score", "English");
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static void getData(String tableName, String rowKey, String colFamily, String col) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
		Get get = new Get(rowKey.getBytes());
		get.addColumn(colFamily.getBytes(), col.getBytes());
		Result result = table.get(get);
		Cell[] cells = result.rawCells();
		for (Cell cell : cells) {
			System.out.println("RowName:" + new String(CellUtil.cloneRow(cell)) + " ");
			System.out.println("Timetamp:" + cell.getTimestamp() + " ");
			System.out.println("column Family:" + new String(CellUtil.cloneFamily(cell)) + " ");
			System.out.println("row Name:" + new String(CellUtil.cloneQualifier(cell)) + " ");
			System.out.println("value:" + new String(CellUtil.cloneValue(cell)) + " ");
		}
		table.close();
		close();
	}

	public static void init() {
		configuration = HBaseConfiguration.create();
		configuration.set("hbase.rootdir", "hdfs://localhost:9000/hbase");
		try {
			connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
			admin = connection.getAdmin();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static void close() {
		try {
			if (admin != null) {
				admin.close();
			}
			if (null != connection) {
				connection.close();
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql_09

（三）Redis数据库操作

开启Redis服务器

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_数据库_10

新打开一个终端作为客户端

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_11

Student键值对如下：

zhangsan:｛

English: 69

Math: 86

Computer: 77

｝

lisi:｛

English: 55

Math: 100

Computer: 88

｝

根据上面给出的键值对，完成如下操作：
（1）用Redis的哈希结构设计出学生表Student（键值可以用student.zhangsan和student.lisi来表示两个键值属于同一个表）；

（2）用hgetall命令分别输出zhangsan和lisi的成绩信息；

（3）用hget命令查询zhangsan的Computer成绩；

（4）修改lisi的Math成绩，改为95。
hset命令修改
hget查询lisi的数学成绩来验证结果

2.根据上面已经设计出的学生表Student，用Redis的JAVA客户端编程(jedis)，实现如下操作：
（1）添加数据：English:45 Math:89 Computer:100
该数据对应的键值对形式如下：
scofield:｛
English: 45
Math: 89
Computer: 100
｝
新建一个项目redistest，新建java类Test

JAVA代码：

package redistest;
import java.util.Map;
import redis.clients.jedis.*;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Jedis jedis = new Jedis("localhost");
		jedis.hset("student.scofield", "English", "45");
		jedis.hset("student.scofield", "Math", "89");
		jedis.hset("student.scofield", "Computer", "100");
		Map<String, String>value = jedis.hgetAll("student.scofield");
		System.out.println("信息添加成功：");
		System.out.println("student.scofield：");
		for (Map.Entry<String, String>entry : value.entrySet()) {//遍历
			//Map.Entry是Map中的一个接口，
			//表示一个一个映射项，有key，value
			System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
		}
	}
}

运行成功：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_12

在shell中验证结果：hgetall student.scofield

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql_13

（2）获取scofield的English成绩信息

新建java文件Test2

JAVA代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;
public class Test2 {
	public static void main(String[] args) {
		Jedis jedis = new Jedis("localhost");
		String value = jedis.hget("student.scofield", "English");
		System.out.println("查询成功");
		System.out.println("scofield's English score: " + value);
	}
}

运行成功，获取到scofield的English成绩信息：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_14

（四）MongoDB数据库操作

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_redis_15

启动和关闭mongodb命令如下：

1.	sudo service mongodb start
2.	sudo service mongodb stop

输入mongo进入shell

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_数据库_16

show dbs 显示当前所有的数据，现在没有数据内容

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_17

接下来就可以开始做实验题目了

Student文档如下:

{

“name”: “zhangsan”,

“score”: {

“English”: 69,

“Math”: 86,

“Computer”: 77

}

{

“name”: “lisi”,

“score”: {

“English”: 55,

“Math”: 100,

“Computer”: 88

}

1.根据上面给出的文档，完成如下操作：

（1）用MongoDB Shell设计出student集合；

首先输入命令：use student 创建数据库名字， student就是数据库名字

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_18

输入给出的Student文档中的数据

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql_19

最后输入命令db.student.insert(stus) 将以上数据插入student数据库

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql_20

（2）用find()方法输出两个学生的信息；

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mongodb_21

（3）用find()方法查询zhangsan的所有成绩(只显示score列)；

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql数据库gbk_22

（4）修改lisi的Math成绩，改为95。

命令：db.student.update({“name”:“lisi”}, {"$set":{“score.Math”:95}} )

然后，再输入命令db.student.find().pretty() 来查看lisi的Math成绩是否成功修改为95

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_redis_23

可见，命令执行成功，成功将lisi的数学成绩修改为95

2.根据上面已经设计出的Student集合，用MongoDB的Java客户端编程，实现如下操作：
（1）添加数据：English:45 Math:89 Computer:100
与上述数据对应的文档形式如下：
{
“name”: “scofield”,
“score”: {
“English”: 45,
“Math”: 89,
“Computer”: 100
}
}

新建一个项目mongotest，新建java类Test1

JAVA代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.bson.Document;
import com.mongodb.MongoClient;
import com.mongodb.client.*;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		MongoClient mongoClient = new MongoClient("localhost", 27017);//客户端
		MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");//数据库
		MongoCollection<Document>collection = mongoDatabase.getCollection("student");//获取集合
//实例化一个文档,内嵌一个子文档
		Document document = new Document("name", "scofield").append("score",
				new Document("English", 45).append("Math", 89).append("Computer", 100));
		List<Document>documents = new ArrayList<Document>();
		documents.add(document);
		collection.insertMany(documents);// 插入集合
		System.out.println("插入成功");
	}
}

运行结果：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql_24

在shell中验证结果

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_mysql_25

（2）获取scofield的所有成绩信息(只显示score列)

新建java文件Test2

JAVA代码：

package mongotest;
import org.bson.Document;
import com.mongodb.MongoClient;
import com.mongodb.client.*;

public class Test2 {
	public static void main(String[] args) {
		MongoClient mongoClient = new MongoClient("localhost", 27017);
		MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");
		MongoCollection<Document>collection = mongoDatabase.getCollection("student");// 获取集合
		// 查找,name=scofield, 只显示 score
		MongoCursor<Document>cursor = collection.find(new Document("name", "scofield"))
				.projection(new Document("score", 1).append("_id", 0)).iterator();
		System.out.println("查询成功，如下：");
		while (cursor.hasNext())
			System.out.println(cursor.next().toJson());//格式化为 JSON 数据格式
	}
}

运行结果：

mysql数据库gbk MySQL数据库与NoSQL数据库实验_数据库_26

总结

本次实验四类数据库的安装运行均在linux中完成，深谙linux指令安装的方便快捷。这次实验相对于前几次实验较为简单，也几乎没有出错。对关系型数据库和非关系型数据库的区别有进一步的理解，非关系型数据库是一种数据结构化存储方法的集合，可以是文档或者键值对等。博客：

数据库名称简介
1.MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 旗下产品。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件之一。
2.Redis（全称：Remote Dictionary Server 远程字典服务）是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value 非关系型数据库，并提供多种语言的API。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始，Redis的开发由Pivotal赞助。
3.MongoDB是一个基于分布式文件存储 [1] 的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

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