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前言​

在現代應用程式開發中，資料儲存已不再侷限於傳統的關聯式資料庫（如 MySQL、PostgreSQL）。特別是在處理非結構化資料、需要高延展性或頻繁 schema 變動的應用場景中，NoSQL 資料庫逐漸成為主流選擇。

其中，MongoDB 是最受歡迎的 NoSQL 資料庫之一。它採用文件型（Document-Oriented）結構，使用 JSON 類型格式（實際為 BSON）儲存資料，讓開發者能更靈活地設計資料模型與操作資料。MongoDB 強調可擴展性、彈性資料結構與高效查詢能力，廣泛應用於 Web 開發、物聯網、大數據處理等領域。

重點摘要​

• MongoDB 是什麼？

  • 開源的 NoSQL 文件資料庫，使用 BSON 格式儲存資料。
  • 資料以「資料庫 → 集合（Collection）→ 文件（Document）」的層級組織。
  • 每個文件（Document）類似於 JSON 結構，支援巢狀資料與陣列。

• 主要特性

  • 文件型資料儲存（更彈性且接近開發者熟悉的物件結構）
  • 無需預先定義 Schema，可動態變更欄位
  • 垂直與水平延展能力佳
  • 提供複寫與分片支援（Replica Set、Sharding）
  • 強大的查詢語言，支援索引、聚合、全文搜尋

• 應用場景

  • RESTful API 後端儲存（如 Node.js + Express 專案）
  • 快速原型設計與資料模型測試
  • 高並發讀寫需求（例如留言板、商品評論系統）
  • 資料格式變動頻繁的場景（如 IoT 裝置紀錄）

安裝與啟動​

1. 安裝 MongoDB（本機）​

Mac 使用者（使用 Homebrew）：

brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community@7.0
brew services start mongodb/brew/mongodb-community

Windows / Linux： 可前往 https://www.mongodb.com/try/download/community 下載對應版本。

2. 啟動 MongoDB​

mongod

啟動成功後，預設會在 mongodb://localhost:27017 提供本地服務。

3. 開啟 Mongo Shell（或使用 MongoDB Compass GUI）​

mongosh

進入後會看到互動式 shell 環境，開始操作你的資料庫。

MongoDB 基本操作（Shell 範例）​

1. 建立 / 切換資料庫​

use blog

2. 建立集合（Collection）與新增文件（Document）​

db.posts.insertOne({
  title: 'MongoDB 入門教學',
  author: 'KD',
  tags: ['database', 'nosql', 'mongodb'],
  published: true,
  created_at: new Date(),
});

插入文件時自動建立集合與資料庫。

3. 查詢文件​

db.posts.find();
db.posts.find({ author: 'KD' });
db.posts.findOne({ published: true });

支援條件、邏輯查詢、排序、分頁等功能：

db.posts.find({ published: true }).sort({ created_at: -1 }).limit(5);

4. 更新文件​

db.posts.updateOne({ title: 'MongoDB 入門教學' }, { $set: { published: false } });

支援 $set, $inc, $push, $unset 等更新操作符。

5. 刪除文件​

db.posts.deleteOne({ title: 'MongoDB 入門教學' });

使用 Mongoose 操作（Node.js 範例）​

在 Node.js 專案中，常使用 mongoose 封裝操作 MongoDB。

1. 安裝套件​

npm install mongoose

2. 建立連線與定義模型​

const mongoose = require('mongoose');

mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/blog');

const postSchema = new mongoose.Schema({
  title: String,
  author: String,
  tags: [String],
  published: Boolean,
  created_at: { type: Date, default: Date.now },
});

const Post = mongoose.model('Post', postSchema);

3. 實際使用範例​

新增資料：

const newPost = new Post({
  title: '用 Node.js 操作 MongoDB',
  author: 'KD',
  tags: ['nodejs', 'mongodb'],
  published: true,
});

await newPost.save();

查詢資料：

const posts = await Post.find({ published: true }).limit(5);

更新資料：

await Post.updateOne({ title: '用 Node.js 操作 MongoDB' }, { published: false });

刪除資料：

await Post.deleteOne({ title: '用 Node.js 操作 MongoDB' });

聚合（Aggregation）入門​

MongoDB 提供強大的 Aggregation Pipeline 功能，可進行統計、分組、轉換。

範例：統計作者貼文數量

db.posts.aggregate([{ $group: { _id: '$author', count: { $sum: 1 } } }, { $sort: { count: -1 } }]);

總結​

MongoDB 以其彈性、易用與高延展性，成為許多現代應用的首選資料庫，特別是在快速開發、微服務架構或大數據處理場景中表現優異。透過簡單的 JSON 結構與強大的查詢能力，即使不熟 SQL 的開發者也能快速上手，打造穩定且具擴展性的資料儲存系統。

初學者可先從基本的增刪查改練習起，逐步熟悉資料結構與聚合操作，再延伸到使用 Mongoose 開發 REST API，或搭配 GraphQL、Next.js 等前後端整合工具，深入打造現代 Web 應用。

1. 簡介​

Express.js 是一個基於 Node.js 的 Web 應用框架，提供簡潔且靈活的 API，適用於建立伺服器端應用程式。它可以用來開發 RESTful API、Web 應用或後端服務。

為什麼選擇 Express.js？​

• 輕量且易於學習
• 擴展性高
• 內建強大的中介軟體（Middleware）系統
• 支援各種範本引擎（例如：EJS, Pug）

2. 安裝與專案初始化​

安裝 Node.js​

在開始使用 Express.js 之前，請先安裝 Node.js。

初始化專案​

建立一個新的專案資料夾，然後執行以下指令來初始化 Node.js 專案：

mkdir express-app
cd express-app
npm init -y

安裝 Express.js​

npm install express

3. 建立第一個 Express 伺服器​

建立 server.js 檔案，並加入以下程式碼：

const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;

app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello, Express!');
});

app.listen(port, () => {
  console.log(`Server is running at http://localhost:${port}`);
});

啟動伺服器​

node server.js

然後在瀏覽器打開 http://localhost:3000/，應該可以看到 Hello, Express!。

4. 中介軟體（Middleware）​

Express 提供 Middleware，可用來處理請求與回應，例如：解析請求體、驗證請求等。

使用 express.json() 解析 JSON​

app.use(express.json());

建立自訂中介軟體​

app.use((req, res, next) => {
  console.log(`${req.method} ${req.url}`);
  next();
});

5. 路由（Routing）​

Express 允許定義不同的 HTTP 方法對應不同的路由。

GET 路由​

app.get('/api/users', (req, res) => {
  res.json([{ id: 1, name: 'Alice' }, { id: 2, name: 'Bob' }]);
});

POST 路由​

app.post('/api/users', (req, res) => {
  const newUser = req.body;
  res.status(201).json(newUser);
});

參數化路由​

app.get('/api/users/:id', (req, res) => {
  const userId = req.params.id;
  res.json({ id: userId, name: `User ${userId}` });
});

6. 靜態檔案服務​

Express 可用來提供靜態檔案，例如 HTML、CSS、JavaScript。

app.use(express.static('public'));

然後在 public/index.html 中放入 HTML，即可直接透過 http://localhost:3000/index.html 存取。

7. 錯誤處理​

Express 提供錯誤處理中介軟體，可用來處理應用中的錯誤。

app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack);
  res.status(500).json({ message: 'Something went wrong!' });
});

8. 整合 MongoDB​

可以使用 mongoose 來與 MongoDB 互動。

安裝 mongoose​

npm install mongoose

連接 MongoDB​

const mongoose = require('mongoose');

mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/mydatabase', {
  useNewUrlParser: true,
  useUnifiedTopology: true
}).then(() => {
  console.log('Connected to MongoDB');
}).catch(err => {
  console.error('MongoDB connection error:', err);
});

9. 部署 Express 應用​

可以使用 PM2 來管理 Express 伺服器。

安裝 PM2​

npm install -g pm2

啟動應用​

pm2 start server.js --name express-app

10. 總結​

透過這篇筆記，你已經學會：

1. 安裝與初始化 Express.js
2. 建立基本 Web 伺服器
3. 使用中介軟體與路由
4. 提供靜態檔案
5. 錯誤處理
6. 整合 MongoDB
7. 部署 Express 應用

這些概念是 Express.js 開發的基礎，熟練後可以進一步學習 JWT 認證、WebSocket、GraphQL 等進階技術！