大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较_网站优化分享

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NoSQL 和关系数据库的操作比较

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。

实验平台

操作系统：centos7
Hadoop 版本：3.3；
MySQL 版本：8.0.22；
HBase 版本：2.4.11；
Redis 版本：5.0.5；
MongoDB 版本：5.0；
JDK 版本：1.8；
Java IDE：IDEA；

实验步骤

(一)MySQL 数据库操作

Student 表如表 A-4 所示:

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；

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第1张

(2)用 SQL 语句输出 Student 表中的所有记录

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第2张

(3)查询 zhangsan 的 Computer 成绩

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第3张

(4)修改 lisi 的 Math 成绩,改为 95。

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第4张

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：

package Main;
import java.sql.*;
import com.mysql.jdbc.Driver;
public class main{
    static final String  DRIVER="com.mysql.jdbc.Driver";
    static final String DB="jdbc:mysql://localhost/student?useSSL=false";
    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("Connecting to a selected database...");
            //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("Inserting records into the table successfully!");
        } 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();
                }
        }
    }
}

运行结果

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第5张

（2）获取 scofield 的 English 成绩信息

package Main;
import java.sql.*;
import com.mysql.jdbc.Driver;
public class main {
    static final String  DRIVER="com.mysql.jdbc.Driver";
    static final String DB="jdbc:mysql://localhost/student?useSSL=false";
    //Database auth
    static final String USER="root";
    static final String PASSWD="root";
    public static void main(String[] args) {
        Connection conn=null;
        Statement stmt=null;
        ResultSet rs=null;
        try {
            Class.forName(DRIVER);
            System.out.println("Connecting to a selected database...");
            conn=DriverManager.getConnection(DB, USER, PASSWD);
            stmt=conn.createStatement();
            String sql="select name,English from student where name='scofield' ";
            rs=stmt.executeQuery(sql);
            System.out.println("name"+"\t\t"+"English");
            while(rs.next())
            {
                System.out.print(rs.getString(1)+"\t\t");
                System.out.println(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();

运行结果:

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第6张

HBase 数据库操作

Student 表如表 A-5 所示。

name	English	Math	Computer
zhangsan	60	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

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第7张 (2)用 scan 指令浏览 Student 表的相关信息

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第8张

(3)查询 zhangsan 的 Computer 成绩

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第9张

(4)修改 lisi 的 Math 成绩，改为 95

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第10张

根据上面已经设计出的 Student 表，用 HBase API 编程实现以下操作：

(1)添加数据

scofield	45	89	100

package Main;
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 main {
    public static Configuration configuration;
    public static Connection connection;
    public static Admin admin;
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        configuration  = HBaseConfiguration.create();
        configuration.set("hbase.rootdir","hdfs://127.0.0.1:8020/hbase");
        try{
            connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
            admin = connection.getAdmin();
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            insertRow("student","scofield","score","English","45");
            insertRow("student","scofield","score","Math","89");
            insertRow("student","scofield","score","Computer","100");
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        close();
    }
    public static void insertRow(String tableName,String rowKey,String colFamily,
                                 String col,String val) throws IOException {
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Put put = new Put(rowKey.getBytes());
        put.addColumn(colFamily.getBytes(), col.getBytes(), val.getBytes());
        table.put(put);
        table.close();
    }
    public static void close(){
        try{
            if(admin != null){
                admin.close();
            }
            if(null != connection){
                connection.close();
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第11张

(2)获取 scofield 的 English 成绩信息

package Main;
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.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
public class main {
    public static Configuration configuration;
    public static Connection connection;
    public static Admin admin;
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        configuration = HBaseConfiguration.create();
        configuration.set("hbase.rootdir", "hdfs://127.0.0.1:8020/hbase");
        try {
            connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
            admin = connection.getAdmin();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            getData("student", "scofield", "score", "English");
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        close();
    }
    public static void getData(String tableName, String rowKey, String colFamily,
                               String col) throws IOException {
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Get get = new Get(rowKey.getBytes());
        get.addColumn(colFamily.getBytes(), col.getBytes());
        Result result = table.get(get);
        showCell(result);
        table.close();
    }
    public static void showCell(Result result) {
        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)) + " ");
        }
    }
    public static void close() {
        try {
            if (admin != null) {
                admin.close();
            }
            if (null != connection) {
                connection.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第12张

Redis 数据库操作

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）；

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第13张

(2)用 hgetall 命令分别输出 zhangsan 和 lisi 的成绩信息；

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第14张

(3)用 hget 命令查询 zhangsan 的 Computer 成绩；

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第15张

(4)修改 lisi 的 Math 成绩，改为 95

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第16张

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:69 Math:86 Computer:77

scofield:｛

English: 69

Math: 86

Computer: 77

｝

package Main;
import java.util.Map;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class main {
    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1:6379");
        jedis.hset("student.scofield", "English","45");
        jedis.hset("student.scofield", "Math","89");
        jedis.hset("student.scofield", "Computer","100");
        Map  value = jedis.hgetAll("student.scofield");
        for(Map.Entry entry:value.entrySet())
        {
            System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
        }
    }
}
（2）获取 scofield 的 English 成绩信息
package Main;
import java.util.Map;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class main {
    /**
     * @param args
     */
    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  value = jedis.hgetAll("student.scofield");
        for(Map.Entry entry:value.entrySet())
        {
            System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
        }
    }
}

（四）MongoDB 数据库操作

Student 文档如下:

{

“name”: “zhangsan”, “score”: {“English”: 69, “Math”: 86, “Computer”: 77}

}

{

“name”: “lisi”, “score”: {“English”: 55, “Math”: 100,“Computer”: 88}

}

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；

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第17张

(2)用 find()方法输出两个学生的信息；

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第18张

(3)用 find 函数查询 zhangsan 的所有成绩(只显示 score 列)

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第19张

(4)修改 lisi 的 Math 成绩，改为 95。

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第20张

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}

package Main;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.bson.Document;
import com.mongodb.MongoClient;
import com.mongodb.client.MongoCollection;
import com.mongodb.client.MongoDatabase;
public class main {
    public static void main(String[] args) {
        MongoClient mongoClient = new MongoClient("localhost", 27017);
        MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");
        MongoCollection collection = mongoDatabase.getCollection("student");
        Document document = new Document("name", "scofield").
                append("score", new Document("English", 45).
                        append("Math", 89).
                        append("Computer", 100));
        List documents = new ArrayList();
        documents.add(document);
        collection.insertMany(documents);
        System.out.println("文档插入成功");
    }
}

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第21张

(2)获取 scofield 的所有成绩成绩信息(只显示core)

package Main;
import com.mongodb.MongoClient;
import com.mongodb.client.MongoCollection;
import com.mongodb.client.MongoCursor;
import com.mongodb.client.MongoDatabase;
import org.bson.Document;
public class main {
    public static void main(String[] args) {
        MongoClient  mongoClient=new MongoClient("localhost",27017);
        MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");
        MongoCollection collection = mongoDatabase.getCollection("student");
        MongoCursor  cursor=collection.find( new Document("name","scofield")).
                projection(new Document("score",1).append("_id", 0)).iterator();
        while(cursor.hasNext())
            System.out.println(cursor.next().toJson());
    }
}

大数据实验实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比较,在这里插入图片描述,第22张

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