实验4 NoSQL和关系数据库的操作比较

实验4NoSQL和关系数据库的操作比较

1.实验目的

（1）理解四种数据库(MySQL、HBase、Redis和MongoDB)的概念以及不同点；

（2）熟练使用四种数据库操作常用的Shell命令；

（3）熟悉四种数据库操作常用的Java API。

2.实验平台

（1）操作系统：Linux（建议Ubuntu16.04或Ubuntu18.04）；

（2）Hadoop版本：3.1.3；

（3）MySQL版本：5.6；

（4）HBase版本：2.2.2；

（5）Redis版本：5.0.5；

（6）MongoDB版本：4.0.16；

（7）JDK版本：1.8；

（8）Java IDE：Eclipse；

3.实验步骤****

**（一）**MySQL数据库操作

学生表Student

Name

English

Math

Computer

zhangsan

lisi

100

1.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；

（2）用SQL语句输出Student表中的所有记录；

（3）查询zhangsan的Computer成绩；

（4）修改lisi的Math成绩，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

100

（2）获取scofield的English成绩信息

import java.sql.*;
public class mysqlTest {/*** @param args*///JDBC DRIVER and DBstatic final String  DRIVER="com.mysql.jdbc.Driver";static final String DB="jdbc:mysql://localhost/test";//Database authstatic final String USER="root";static final String PASSWD="123456";public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubConnection conn=null;Statement stmt=null;ResultSet rs=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);执行一个插入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!");//执行一个查询
//          stmt=conn.createStatement();sql="select name,English from student where name='scofield' ";获得结果集rs=stmt.executeQuery(sql);System.out.println("name"+"        "+"English");while(rs.next()){System.out.print(rs.getString(1)+"      ");System.out.println(rs.getInt(2));}} catch (ClassNotFoundException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally{if(stmt!=null)try {stmt.close();} catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}if(conn!=null)try {conn.close();} catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}

**（二）**HBase数据库操作

学生表Student

name

score

English

Math

Computer

zhangsan

lisi

100

根据上面给出的学生表Student的信息，执行如下操作：

用Hbase Shell命令创建学生表Student

用scan指令浏览Student表的相关信息

查询zhangsan的Computer成绩

修改lisi的Math成绩，改为95

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：English:45 Math:89 Computer:100

scofield

100

（2）获取scofield的English成绩信息

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;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;public class hbaseTest {/*** @param args*/public static Configuration configuration;public static Connection connection;public static Admin admin;public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubinit();try {//插入数据
//          insertRow("student","scofield","score","English","45");
//          insertRow("student","scofield","score","Math","89");
//          insertRow("student","scofield","score","Computer","100");//查询数据getData("student","scofield","score","English");} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.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 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 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();}}
}

**（三）**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

｝

1.根据上面给出的键值对，完成如下操作：

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）；

用hgetall命令分别输出zhangsan和lisi的成绩信息；

用hget命令查询zhangsan的Computer成绩；

修改lisi的Math成绩，改为95。

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

｝

（2）获取scofield的English成绩信息

import java.util.Map;
import redis.clients.jedis.Jedis;public class redisTest {/*** @param args*/public static Jedis jedis;public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubjedis = new Jedis("localhost");//插入数据
//      test1();//查询数据test2();}public static void test1() {// TODO Auto-generated method stubjedis.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");for(Map.Entry<String, String> entry:value.entrySet()){System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());}}public static void test2() {// TODO Auto-generated method stubString value=jedis.hget("student.scofield", "English");System.out.println("scofield's English score is:    "+value);}
}

**（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：

用MongoDBShell设计出student集合；

用find()方法输出两个学生的信息；

用find()方法查询zhangsan的所有成绩(只显示score列)；

修改lisi的Math成绩，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

}

（2）获取scofield的所有成绩成绩信息(只显示score列)

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;
import com.mongodb.client.MongoCursor;public class mongoTest {/*** @param args*/public static MongoClient  mongoClient;public static MongoDatabase mongoDatabase;public static MongoCollection<Document> collection;public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubinit();//插入数据
//      test1();//查询数据test2();}public static void test1() {// TODO Auto-generated method stub//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);  //将文档插入集合中collection.insertMany(documents);  System.out.println("文档插入成功"); }public static void test2() {// TODO Auto-generated method stub//进行数据查找,查询条件为name=scofield, 对获取的结果集只显示score这个域MongoCursor<Document>  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());}public static void init() {// TODO Auto-generated method stub//实例化一个mongo客户端mongoClient=new MongoClient("localhost",27017);//实例化一个mongo数据库mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");//获取数据库中某个集合collection = mongoDatabase.getCollection("student");}}