MongoDB（三） - 掌握 Java 操作 MongoDB，看这一篇就够了

前言

在现代软件开发中，数据库操作是至关重要的一环。MongoDB 作为一款流行的 NoSQL 数据库，以其灵活的数据模型、高扩展性和出色的性能，被广泛应用于各类项目中。本文将详细介绍如何在 Java 项目中使用 MongoDB，从项目创建、依赖导入，到数据库、集合、文档的各种操作，以及聚合查询等高级应用，帮助读者快速掌握在 Java 环境下操作 MongoDB 的技能。

一、创建项目

在开始使用 Java 操作 MongoDB 之前，我们首先需要创建一个 Java 项目。这里我们以 IDEA 作为开发工具，通过 IDEA 的项目创建向导，能够便捷地搭建起一个基于 Maven 的 Java 项目框架，为后续引入 MongoDB 相关依赖及开发代码奠定基础。

打开IDEA，点击文件-->新建-->项目。

如下图所示，选择Java-->输入项目名-->选择位置-->选择Maven-->选择JDK-->点击创建。

二、导入依赖

为了在 Java 项目中能够顺利操作 MongoDB，我们需要导入 MongoDB 的 Java 驱动依赖。Maven 是 Java 项目中常用的依赖管理工具，通过在pom.xml文件中添加 MongoDB 驱动的依赖配置，Maven 会自动下载并管理相关的依赖包，确保项目能够正确引用 MongoDB 的 API。

在pom.xml文件中添加如下依赖配置。

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.mongodb</groupId>
            <artifactId>mongodb-driver-sync</artifactId>
            <version>4.9.1</version>
        </dependency>
    </dependencies>

添加依赖后如下图所示，点击右上角的刷新图标下载配置MongoDB依赖包。

三、数据库操作

数据库操作是使用 MongoDB 的基础，包括连接到 MongoDB 服务器、切换数据库、查看所有数据库以及删除当前数据库等操作。这些操作能够帮助我们管理和维护数据库环境，确保数据存储在正确的数据库中，并能根据需求对数据库进行清理或切换。

    // 数据库操作
    private static void databaseOperation() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 1. 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo1");
        String databaseName = database.getName();
        System.out.println("切换到数据库: " + databaseName);

        // 2. 查看所有数据库
        MongoIterable<String> listDatabaseNames = mongoClient.listDatabaseNames();
        System.out.println("数据库列表: ");
        for (String dbName : listDatabaseNames) {
            System.out.println(dbName);
        }

        // 3. 删除当前数据库
        database.drop();
        System.out.println("删除当前数据库: " + databaseName);

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

四、集合操作

集合在 MongoDB 中类似于关系型数据库中的表，用于存储一组文档。集合操作涵盖了创建集合、获取集合、查看所有集合以及删除当前集合等功能。通过这些操作，我们可以灵活地组织和管理数据的存储结构，根据业务需求创建或删除相应的集合。

    // 集合操作
    private static void collectionOperation() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo1");

        // 创建集合
        database.createCollection("c_demo1");
        System.out.println("创建集合: c_demo1");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo1");
        String collectionName = collection.getNamespace().getCollectionName();
        System.out.println("切换到集合: " + collectionName);

        // 查看所有集合
        MongoIterable<String> listCollectionNames = database.listCollectionNames();
        System.out.println("集合列表: ");
        for (String collectionName1 : listCollectionNames) {
            System.out.println(collectionName1);
        }

        // 删除当前集合
        collection.drop();
        System.out.println("删除当前集合: " + collectionName);

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

五、文档操作

文档是 MongoDB 中数据存储的基本单元，类似于关系型数据库中的行记录。文档操作是 MongoDB 使用中最为频繁的部分，包括插入文档（单个、多个以及嵌套文档）、更新文档（单个和多个）、删除文档（单个和多个）以及查询文档（多种条件查询、投影查询、排序查询、分页查询等）。通过这些操作，我们可以对数据库中的数据进行全方位的管理和检索。

1. 插入文档

插入文档操作是向 MongoDB 集合中添加数据的方式。可以插入单个文档，也可以一次性插入多个文档，并且支持插入嵌套结构的文档。这使得我们能够根据实际业务数据的复杂程度，灵活地将数据存储到数据库中。

    // 文档插入操作
    private static void insertDocument() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 插入单个文档
        Document document = new Document("name", "John")
                .append("age", 30)
                .append("city", "New York");
        collection.insertOne(document);
        System.out.println("单个文档插入成功");

        // 插入多个文档
        Document document1 = new Document("name", "Alice").append("age", 25).append("city", "Los Angeles");
        Document document2 = new Document("name", "Bob").append("age", 35).append("city", "Chicago");
        List<Document> documents = new ArrayList<>();
        documents.add(document1);
        documents.add(document2);
        collection.insertMany(documents);
        System.out.println("多个文档插入成功");

        // 嵌套文档插入
        ArrayList<Document> docList = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> scores = new ArrayList<>();
        scores.add(80);
        scores.add(90);
        scores.add(75);
        Document doc1 = new Document("name", "zhangsan").append("info", new Document("age", 30).append("address", "yunnan").append("hight", 176));
        Document doc2 = new Document("name", "lisi").append("info", new Document("age", 31).append("address", "guizhou").append("hight", 175));
        Document doc3 = new Document("name", "wangwu").append("scores", scores);
        docList.add(doc1);
        docList.add(doc2);
        docList.add(doc3);
        InsertManyResult insertManyResult = collection.insertMany(docList);
        System.out.println("嵌套文档插入成功：" + insertManyResult.wasAcknowledged());

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

2. 更新文档

更新文档操作允许我们根据指定的条件对已存在的文档进行修改。可以更新单个文档，也能批量更新多个文档。通过使用$set等操作符，能够精确地指定需要更新的字段和值，确保数据的准确性和时效性。

    // 更新文档
    private static void updateDocument() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 1. 更新单个文档
        Document filter = new Document("name", "Alice");
        Document update = new Document("$set", new Document("age", 26));
        UpdateResult updateResult = collection.updateOne(filter, update);
        System.out.println("单个文档更新成功：" + updateResult.wasAcknowledged());

        // 2. 更新多个文档
        Document filter1 = new Document("age", new Document("$gt", 20));
        Document update1 = new Document("$set", new Document("name", "new_name"));
        UpdateResult updateResult1 = collection.updateMany(filter1, update1);
        System.out.println("多个文档更新成功：" + updateResult1.wasAcknowledged());

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

3. 删除文档

删除文档操作可以从 MongoDB 集合中移除不需要的数据。同样支持删除单个文档和多个文档，通过指定删除条件，能够精准地清理掉不再使用的数据，优化数据库存储空间。

    // 删除文档
    private static void deleteDocument() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 删除单个文档
        Document filter = new Document("name", "new_name");
        DeleteResult deleteResult = collection.deleteOne(filter);
        System.out.println("删除单个文档成功：" + deleteResult.wasAcknowledged());

        // 删除多个文档
        Document filter1 = new Document("age", new Document("$gt", 30));
        DeleteResult deleteResult1 = collection.deleteMany(filter1);
        System.out.println("删除多个文档成功：" + deleteResult1.wasAcknowledged());

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

4. 查询文档

查询文档是从 MongoDB 集合中获取数据的核心操作。通过构建不同的查询条件，如基于字段值的精确匹配、范围查询、数组元素查询等，以及使用投影来指定返回的字段，结合排序、分页等功能，能够满足各种复杂的数据检索需求。

    // 查询文档
    private static void queryDocuments() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 查询集合c_demo2中age等于 30 的所有文档
        Document filter = new Document("age", 30);
        FindIterable<Document> findIterable = collection.find(filter);
        System.out.println("查询集合c_demo2中age等于 30 的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中的所有文档
        System.out.println("查询所有文档:");
        for (Document doc : collection.find()) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中age大于等于 25 的所有文档
        Document filter1 = new Document("age", new Document("$gte", 25));
        FindIterable<Document> findIterable1 = collection.find(filter1);
        System.out.println("查询集合c_demo2中age大于等于 25 的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable1) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中age大于 22 且小于 30 的所有文档
        Document filter2 = new Document("age", new Document("$gt", 22).append("$lt", 30));
        FindIterable<Document> findIterable2 = collection.find(filter2);
        System.out.println("查询集合c_demo2中age大于 22 且小于 30 的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable2) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中 scores 数组中至少有一个元素大于 85 的文档。
        Document filter3 = new Document("scores", new Document("$elemMatch", new Document("$gt", 85)));
        FindIterable<Document> findIterable3 = collection.find(filter3);
        System.out.println("查询集合c_demo2中 scores 数组中至少有一个元素大于 85 的文档:");
        for (Document doc : findIterable3) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中 scores 数组长度为 3 的文档。
        Document filter4 = new Document("scores", new Document("$size", 3));
        FindIterable<Document> findIterable4 = collection.find(filter4);
        System.out.println("查询集合c_demo2中 scores 数组长度为 3 的文档:");
        for (Document doc : findIterable4) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中 name 和 city 字段，排除 _id 字段。
        Document filter5 = new Document("name", 1).append("city", 1).append("_id", 0);
        FindIterable<Document> findIterable5 = collection.find().projection(filter5);
        System.out.println("查询集合c_demo2中 name 和 city 字段，排除 _id 字段:");
        for (Document doc : findIterable5) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 排除 _id 和 name 字段。
        Document filter6 = new Document("_id", 0).append("name", 0);
        FindIterable<Document> findIterable6 = collection.find().projection(filter6);
        System.out.println("排除 _id 和 name 字段:");
        for (Document doc : findIterable6) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 返回第一个匹配的文档，而不是所有匹配的文档。
        Document filter7 = new Document("name", "new_name");
        Document doc7 = collection.find(filter7).first();
        System.out.println("返回第一个匹配的文档:");
        if (doc7 != null) {
            System.out.println(doc7.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2的前两个文档。
        FindIterable<Document> findIterable7 = collection.find().limit(2);
        System.out.println("查询集合c_demo2的前两个文档:");
        for (Document doc : findIterable7) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中跳过前3个文档的所有文档。
        FindIterable<Document> findIterable8 = collection.find().skip(3);
        System.out.println("查询集合c_demo2中跳过前3个文档的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable8) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中的所有文档，并按age进行升序排序。
        FindIterable<Document> findIterable9 = collection.find().sort(new Document("age", 1));
        System.out.println("查询集合c_demo2中的所有文档，并按age进行升序排序:");
        for (Document doc : findIterable9) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中name为zhangsan，且嵌套文档info中age为 30 和address为yunnan的第一个匹配的文档。
        Document filter10 = new Document("name", "zhangsan").append("info.age", 30).append("info.address", "yunnan");
        Document doc10 = collection.find(filter10).first();
        System.out.println("查询集合c_demo2中name为zhangsan，且嵌套文档info中age为 30 和address为yunnan的第一个匹配的文档:");
        if (doc10 != null) {
            System.out.println(doc10.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中city的值以Los开头的所有文档。
        Document filter11 = new Document("city", new Document("$regex", "^Los"));
        FindIterable<Document> findIterable11 = collection.find(filter11);
        System.out.println("查询集合c_demo2中city的值以Los开头的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable11) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

5. 聚合查询

聚合查询是 MongoDB 中一种强大的数据处理方式，它允许我们对文档进行复杂的数据分析和处理。通过使用各种聚合操作符，如$group、$match、$sort、$project等，以对数据进行分组、过滤、排序、投影等操作，还能进行统计计算，如求和、求平均值、找出最小值和最大值等。这使得我们能够从大量数据中提取有价值的信息，满足复杂的业务分析需求。

    // 聚合查询
    private static void aggregateDocuments() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo4");

        // 插入多个文档
        ArrayList<Document> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 10));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 20));
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 30));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 40));
        arrayList.add(new Document().append("category", "C").append("value", 50));
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 10));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 20));
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 30));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 40));
        arrayList.add(new Document().append("category", "C").append("value", 50));
        InsertManyResult insertManyResult = collection.insertMany(arrayList);
        System.out.println("插入文档数量: " + insertManyResult.getInsertedIds().size());
        System.out.println("插入文档结果：" + insertManyResult.wasAcknowledged());

        // 使用 $group 计算每个类别的总和
        List<Document> pipeline = new ArrayList<>();
        pipeline.add(new Document("$group", new Document("_id", "$category").append("total", new Document("$sum", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable = collection.aggregate(pipeline);
        System.out.println("计算每个类别值的总和:");
        for (Document doc : aggregateIterable) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $match 过滤出类别为A的文档。
        List<Document> pipeline1 = new ArrayList<>();
        pipeline1.add(new Document("$match", new Document("category", "A")));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable1 = collection.aggregate(pipeline1);
        System.out.println("过滤出类别为A的文档:");
        for (Document doc : aggregateIterable1) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $sort 根据value的值对文档降序排序。
        List<Document> pipeline2 = new ArrayList<>();
        pipeline2.add(new Document("$sort", new Document("value", -1)));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable2 = collection.aggregate(pipeline2);
        System.out.println("根据value的值对文档降序排序:");
        for (Document doc : aggregateIterable2) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $project 修改文档结构，不显示_id。
        List<Document> pipeline3 = new ArrayList<>();
        pipeline3.add(new Document("$project", new Document("_id", 0)));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable3 = collection.aggregate(pipeline3);
        System.out.println("使用 $project 修改文档结构，不显示_id:");
        for (Document doc : aggregateIterable3) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $skip 和 $limit 分页查询。
        List<Document> pipeline4 = new ArrayList<>();
        pipeline4.add(new Document("$skip", 2));
        pipeline4.add(new Document("$limit", 2));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable4 = collection.aggregate(pipeline4);
        System.out.println("使用 $skip 和 $limit 分页查询:");
        for (Document doc : aggregateIterable4) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $avg 计算平均值，_id 为 null 表示不分组，即把整个集合视为一个单一的组。
        List<Document> pipeline5 = new ArrayList<>();
        pipeline5.add(new Document("$group", new Document("_id", null).append("average", new Document("$avg", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable5 = collection.aggregate(pipeline5);
        System.out.println("使用 $avg 计算平均值:");
        for (Document doc : aggregateIterable5) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $min 和 $max 找出最小值和最大值。
        List<Document> pipeline6 = new ArrayList<>();
        pipeline6.add(new Document("$group", new Document("_id", null).append("min", new Document("$min", "$value")).append("max", new Document("$max", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable6 = collection.aggregate(pipeline6);
        System.out.println("使用 $min 和 $max 找出最小值和最大值:");
        for (Document doc : aggregateIterable6) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $push 收集数组中的元素。
        List<Document> pipeline7 = new ArrayList<>();
        pipeline7.add(new Document("$group", new Document("_id", "$category").append("values", new Document("$push", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable7 = collection.aggregate(pipeline7);
        System.out.println("使用 $push 收集数组中的元素:");
        for (Document doc : aggregateIterable7) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $first 和 $last 返回数组中的第一个和最后一个元素。
        List<Document> pipeline8 = new ArrayList<>();
        pipeline8.add(new Document("$group", new Document("_id", "$category").append("first", new Document("$first", "$value")).append("last", new Document("$last", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable8 = collection.aggregate(pipeline8);
        System.out.println("使用 $first 和 $last 返回数组中的第一个和最后一个元素:");
        for (Document doc : aggregateIterable8) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

六、完整代码

package org.example;

import com.mongodb.client.*;
import com.mongodb.client.result.DeleteResult;
import com.mongodb.client.result.InsertManyResult;
import com.mongodb.client.result.UpdateResult;
import org.bson.Document;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 数据库操作
//        databaseOperation();
        // 集合操作
//        collectionOperation();

        // 文档插入操作
//        insertDocument();
        // 更新文档
//        updateDocument();
        // 删除文档
//        deleteDocument();
        // 查询所有文档
//        queryDocuments();
        // 条件查询
//        queryDocumentsByCondition(collection);

        // 聚合查询
//        aggregateDocuments();

    }

    // 数据库操作
    private static void databaseOperation() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 1. 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo1");
        String databaseName = database.getName();
        System.out.println("切换到数据库: " + databaseName);

        // 2. 查看所有数据库
        MongoIterable<String> listDatabaseNames = mongoClient.listDatabaseNames();
        System.out.println("数据库列表: ");
        for (String dbName : listDatabaseNames) {
            System.out.println(dbName);
        }

        // 3. 删除当前数据库
        database.drop();
        System.out.println("删除当前数据库: " + databaseName);

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

    // 集合操作
    private static void collectionOperation() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo1");

        // 创建集合
        database.createCollection("c_demo1");
        System.out.println("创建集合: c_demo1");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo1");
        String collectionName = collection.getNamespace().getCollectionName();
        System.out.println("切换到集合: " + collectionName);

        // 查看所有集合
        MongoIterable<String> listCollectionNames = database.listCollectionNames();
        System.out.println("集合列表: ");
        for (String collectionName1 : listCollectionNames) {
            System.out.println(collectionName1);
        }

        // 删除当前集合
        collection.drop();
        System.out.println("删除当前集合: " + collectionName);

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

    // 文档插入操作
    private static void insertDocument() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 插入单个文档
        Document document = new Document("name", "John")
                .append("age", 30)
                .append("city", "New York");
        collection.insertOne(document);
        System.out.println("单个文档插入成功");

        // 插入多个文档
        Document document1 = new Document("name", "Alice").append("age", 25).append("city", "Los Angeles");
        Document document2 = new Document("name", "Bob").append("age", 35).append("city", "Chicago");
        List<Document> documents = new ArrayList<>();
        documents.add(document1);
        documents.add(document2);
        collection.insertMany(documents);
        System.out.println("多个文档插入成功");

        // 嵌套文档插入
        ArrayList<Document> docList = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> scores = new ArrayList<>();
        scores.add(80);
        scores.add(90);
        scores.add(75);
        Document doc1 = new Document("name", "zhangsan").append("info", new Document("age", 30).append("address", "yunnan").append("hight", 176));
        Document doc2 = new Document("name", "lisi").append("info", new Document("age", 31).append("address", "guizhou").append("hight", 175));
        Document doc3 = new Document("name", "wangwu").append("scores", scores);
        docList.add(doc1);
        docList.add(doc2);
        docList.add(doc3);
        InsertManyResult insertManyResult = collection.insertMany(docList);
        System.out.println("嵌套文档插入成功：" + insertManyResult.wasAcknowledged());

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

    // 更新文档
    private static void updateDocument() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 1. 更新单个文档
        Document filter = new Document("name", "Alice");
        Document update = new Document("$set", new Document("age", 26));
        UpdateResult updateResult = collection.updateOne(filter, update);
        System.out.println("单个文档更新成功：" + updateResult.wasAcknowledged());

        // 2. 更新多个文档
        Document filter1 = new Document("age", new Document("$gt", 20));
        Document update1 = new Document("$set", new Document("name", "new_name"));
        UpdateResult updateResult1 = collection.updateMany(filter1, update1);
        System.out.println("多个文档更新成功：" + updateResult1.wasAcknowledged());

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

    // 删除文档
    private static void deleteDocument() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 删除单个文档
        Document filter = new Document("name", "new_name");
        DeleteResult deleteResult = collection.deleteOne(filter);
        System.out.println("删除单个文档成功：" + deleteResult.wasAcknowledged());

        // 删除多个文档
        Document filter1 = new Document("age", new Document("$gt", 30));
        DeleteResult deleteResult1 = collection.deleteMany(filter1);
        System.out.println("删除多个文档成功：" + deleteResult1.wasAcknowledged());

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

    // 查询文档
    private static void queryDocuments() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo2");

        // 查询集合c_demo2中age等于 30 的所有文档
        Document filter = new Document("age", 30);
        FindIterable<Document> findIterable = collection.find(filter);
        System.out.println("查询集合c_demo2中age等于 30 的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中的所有文档
        System.out.println("查询所有文档:");
        for (Document doc : collection.find()) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中age大于等于 25 的所有文档
        Document filter1 = new Document("age", new Document("$gte", 25));
        FindIterable<Document> findIterable1 = collection.find(filter1);
        System.out.println("查询集合c_demo2中age大于等于 25 的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable1) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中age大于 22 且小于 30 的所有文档
        Document filter2 = new Document("age", new Document("$gt", 22).append("$lt", 30));
        FindIterable<Document> findIterable2 = collection.find(filter2);
        System.out.println("查询集合c_demo2中age大于 22 且小于 30 的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable2) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中 scores 数组中至少有一个元素大于 85 的文档。
        Document filter3 = new Document("scores", new Document("$elemMatch", new Document("$gt", 85)));
        FindIterable<Document> findIterable3 = collection.find(filter3);
        System.out.println("查询集合c_demo2中 scores 数组中至少有一个元素大于 85 的文档:");
        for (Document doc : findIterable3) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中 scores 数组长度为 3 的文档。
        Document filter4 = new Document("scores", new Document("$size", 3));
        FindIterable<Document> findIterable4 = collection.find(filter4);
        System.out.println("查询集合c_demo2中 scores 数组长度为 3 的文档:");
        for (Document doc : findIterable4) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中 name 和 city 字段，排除 _id 字段。
        Document filter5 = new Document("name", 1).append("city", 1).append("_id", 0);
        FindIterable<Document> findIterable5 = collection.find().projection(filter5);
        System.out.println("查询集合c_demo2中 name 和 city 字段，排除 _id 字段:");
        for (Document doc : findIterable5) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 排除 _id 和 name 字段。
        Document filter6 = new Document("_id", 0).append("name", 0);
        FindIterable<Document> findIterable6 = collection.find().projection(filter6);
        System.out.println("排除 _id 和 name 字段:");
        for (Document doc : findIterable6) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 返回第一个匹配的文档，而不是所有匹配的文档。
        Document filter7 = new Document("name", "new_name");
        Document doc7 = collection.find(filter7).first();
        System.out.println("返回第一个匹配的文档:");
        if (doc7 != null) {
            System.out.println(doc7.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2的前两个文档。
        FindIterable<Document> findIterable7 = collection.find().limit(2);
        System.out.println("查询集合c_demo2的前两个文档:");
        for (Document doc : findIterable7) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中跳过前3个文档的所有文档。
        FindIterable<Document> findIterable8 = collection.find().skip(3);
        System.out.println("查询集合c_demo2中跳过前3个文档的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable8) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中的所有文档，并按age进行升序排序。
        FindIterable<Document> findIterable9 = collection.find().sort(new Document("age", 1));
        System.out.println("查询集合c_demo2中的所有文档，并按age进行升序排序:");
        for (Document doc : findIterable9) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中name为zhangsan，且嵌套文档info中age为 30 和address为yunnan的第一个匹配的文档。
        Document filter10 = new Document("name", "zhangsan").append("info.age", 30).append("info.address", "yunnan");
        Document doc10 = collection.find(filter10).first();
        System.out.println("查询集合c_demo2中name为zhangsan，且嵌套文档info中age为 30 和address为yunnan的第一个匹配的文档:");
        if (doc10 != null) {
            System.out.println(doc10.toJson());
        }

        // 查询集合c_demo2中city的值以Los开头的所有文档。
        Document filter11 = new Document("city", new Document("$regex", "^Los"));
        FindIterable<Document> findIterable11 = collection.find(filter11);
        System.out.println("查询集合c_demo2中city的值以Los开头的所有文档:");
        for (Document doc : findIterable11) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }

    // 聚合查询
    private static void aggregateDocuments() {
        // 连接到 MongoDB 服务器
        MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");

        // 切换数据库
        MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("db_demo2");

        // 获取集合
        MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("c_demo4");

        // 插入多个文档
        ArrayList<Document> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 10));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 20));
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 30));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 40));
        arrayList.add(new Document().append("category", "C").append("value", 50));
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 10));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 20));
        arrayList.add(new Document().append("category", "A").append("value", 30));
        arrayList.add(new Document().append("category", "B").append("value", 40));
        arrayList.add(new Document().append("category", "C").append("value", 50));
        InsertManyResult insertManyResult = collection.insertMany(arrayList);
        System.out.println("插入文档数量: " + insertManyResult.getInsertedIds().size());
        System.out.println("插入文档结果：" + insertManyResult.wasAcknowledged());

        // 使用 $group 计算每个类别的总和
        List<Document> pipeline = new ArrayList<>();
        pipeline.add(new Document("$group", new Document("_id", "$category").append("total", new Document("$sum", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable = collection.aggregate(pipeline);
        System.out.println("计算每个类别值的总和:");
        for (Document doc : aggregateIterable) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $match 过滤出类别为A的文档。
        List<Document> pipeline1 = new ArrayList<>();
        pipeline1.add(new Document("$match", new Document("category", "A")));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable1 = collection.aggregate(pipeline1);
        System.out.println("过滤出类别为A的文档:");
        for (Document doc : aggregateIterable1) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $sort 根据value的值对文档降序排序。
        List<Document> pipeline2 = new ArrayList<>();
        pipeline2.add(new Document("$sort", new Document("value", -1)));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable2 = collection.aggregate(pipeline2);
        System.out.println("根据value的值对文档降序排序:");
        for (Document doc : aggregateIterable2) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $project 修改文档结构，不显示_id。
        List<Document> pipeline3 = new ArrayList<>();
        pipeline3.add(new Document("$project", new Document("_id", 0)));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable3 = collection.aggregate(pipeline3);
        System.out.println("使用 $project 修改文档结构，不显示_id:");
        for (Document doc : aggregateIterable3) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $skip 和 $limit 分页查询。
        List<Document> pipeline4 = new ArrayList<>();
        pipeline4.add(new Document("$skip", 2));
        pipeline4.add(new Document("$limit", 2));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable4 = collection.aggregate(pipeline4);
        System.out.println("使用 $skip 和 $limit 分页查询:");
        for (Document doc : aggregateIterable4) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $avg 计算平均值，_id 为 null 表示不分组，即把整个集合视为一个单一的组。
        List<Document> pipeline5 = new ArrayList<>();
        pipeline5.add(new Document("$group", new Document("_id", null).append("average", new Document("$avg", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable5 = collection.aggregate(pipeline5);
        System.out.println("使用 $avg 计算平均值:");
        for (Document doc : aggregateIterable5) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $min 和 $max 找出最小值和最大值。
        List<Document> pipeline6 = new ArrayList<>();
        pipeline6.add(new Document("$group", new Document("_id", null).append("min", new Document("$min", "$value")).append("max", new Document("$max", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable6 = collection.aggregate(pipeline6);
        System.out.println("使用 $min 和 $max 找出最小值和最大值:");
        for (Document doc : aggregateIterable6) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $push 收集数组中的元素。
        List<Document> pipeline7 = new ArrayList<>();
        pipeline7.add(new Document("$group", new Document("_id", "$category").append("values", new Document("$push", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable7 = collection.aggregate(pipeline7);
        System.out.println("使用 $push 收集数组中的元素:");
        for (Document doc : aggregateIterable7) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 使用 $first 和 $last 返回数组中的第一个和最后一个元素。
        List<Document> pipeline8 = new ArrayList<>();
        pipeline8.add(new Document("$group", new Document("_id", "$category").append("first", new Document("$first", "$value")).append("last", new Document("$last", "$value"))));
        AggregateIterable<Document> aggregateIterable8 = collection.aggregate(pipeline8);
        System.out.println("使用 $first 和 $last 返回数组中的第一个和最后一个元素:");
        for (Document doc : aggregateIterable8) {
            System.out.println(doc.toJson());
        }

        // 关闭连接
        mongoClient.close();
    }
}