springboot整合mongodb changestream的示例代码

前言

changestream是monggodb的3.6版本之后出现的一种基于collection(数据库集合)的变更事件流，应用程序通过db.collection.watch()这样的命令可以获得被监听对象的实时变更

想必对mysql主从复制原理比较熟悉的同学应该知道，其根本就是从节点通过监听binlog日志，然后解析binlog日志数据达到数据同步的目的，于是，基于mysql主从复制原理，阿里开源了canal这样的数据同步中间件工具

change stream 介绍

chang stream(变更记录流) 是指collection(数据库集合)的变更事件流，应用程序通过db.collection.watch()这样的命令可以获得被监听对象的实时变更。

关于changestream做如下说明，提供参考

在该特性出现之前，开发者可通过拉取 oplog达到同样的目的；但 oplog 的处理及解析相对复杂，而且存在被回滚的风险，如果使用不当的话还会带来性能问题；change stream 可以与aggregate framework结合使用，对变更集进行进一步的过滤或转换；由于change stream 利用了存储在 oplog 中的信息，因此对于单进程部署的mongodb无法支持change stream功能，其只能用于启用了副本集的独立集群或分片集群

changestream可用于监听的mongodb目标类型

单个集合，除系统库(admin/local/config)之外的集合，3.6版本支持单个数据库，除系统库(admin/local/config)之外的数据库集合，4.0版本支持整个集群，整个集群内除去系统库( (admin稚嫩的意思/local/config)之外的集合 ，4.0版本支持

一个change stream event的基本结构如下所示：

关于上面的数据结构，做简单的解释说明，

_id，变更事件的token对象operationtype，变更类video什么意思型(见下面介绍)fulldocument，文档内容ns，监听的目标ns.db，变更的数据库ns.coll，变更的集合documentkey，变更文档的键值，含_id字段updatedescription，变更描述updatedescription.updatedfields，变更中更新字段updatedescription.removedfields，变更中删除字段clustertime，对应oplog的时间戳txnnumber，事务编号，仅在多文档事务中出现，4.0版本支持lsid，事务关联的会话编号，仅在多文档事务中出现，4.0版本支持

change steram支持的变更类型，对于上面的operationtype 这个参数，主要包括有以下几个：

inrt，插入文档delete，删除文档replace，替换文档，当执行replace操作指定uprt时，可能是inrt事件update，更新文档，当执行update操作指定uprt时，可能是inrt事件invalidate，失效事件，比如执行了collection.drop或collection.rename

以上的几种类型，可以简单理解为，监听的mongo用户操作的事件类型，比如新增数据，删除数据，修改数据等

以上为changestream的必备理论知识，想要深入学习的话无比要了解，下面通过实操来展示下changestream的使用

环境准备

mongdb复制集群，本例的复制集群对应的mongodb版本为 4.0.x

登录primary节点，创建一个数据库

友情提醒：数据库需要提前创建

1、启动两个mongo shell，一个操作数据库，一个watch

在其中一个窗口执行如下命令，开启监听

2、在另一个窗口下，给上面的articledb插入一条数据

数据写入成功后，在第一个窗口下，执行下面的命令：

说明已经成功监听到新增的数据，修改、删除事件可以做类似的操作即可

以上先通过shell窗口展示了一下changestream的使用效果，接下来，将通过程序演示下如何在客户端集成并使用changestream

java客户端操作changestream

1、引入maven依赖

2、测试类核心代码

这段程序聪明绝顶主要分为几个核心部分，做如下解释说明，

连接mogodb服务端及相关配置通过pipline开启watch监听监听到特定数据库下集合的数据变化，然后打印出变化的数据

启动这段程序，观察控制台日志数据

在未对articledb数据库下的comment集合做任何操作之前，由于watch为检测到任何数据变化，所以无法进入到while循环中，接下来，从shell端给comment集合新增一条数据，然后再次观察控制台数据变化

可以看到，控制台很快就检测到变化的数据

以下为完整的日志数据

{ operationtype=operationtype{value=’inrt’}, resumetoken={“_data”: “8262138891000000022b022c0100296e5a1004b9065629412942f8852d592b9fd441b946645f696400646213889158b116a29c3fd1140004”}, namespace=articledb.comment, destinationnamespace=null, fulldocument=document{{_id=6213889158b116a29c3fd114, articleid=100010, content=hello kafka, urid=1010, nickname=marry}}, documentkey={“_id”: {“$oid”: “6213889158b116a29c3fd114”}}, clustertime=timestamp{value=7067142396626075650, conds=1645447313, inc=2}, updatedescription=null, txnnumber=null, lsid=null}

至于在业务中的具体使用，可以结合自身的情况，举例来说，应用程序只想监听修改数据的事件，那么就可以在修改数据事件的监听逻辑中，解析变化后的数据做后续的操作

springboot整合changestream

在实际开发中，更通用的场景是整合到springboot工程中使用，有过一定的开发经验的同学应该很容易想到核心的逻辑长什么样了，和canal的客户端操作类似，需要在一个配置类去监听即可

下面毕业简历来看看具体的整合步骤

1、引入核心依赖

2、核心配置文件

本例演示的是基于上文搭建的mongodb复制集群

3、编写实体类，映射comment集合中的字段

4、编写一个服务类

简单的添加2个用接口测试的方法

5、编写一个接口

启动本工程，然后浏览器调用下查询所有数据的接口，数据能正常返回，说明工程的基础结构就完成了

6、接下来，只需要依次添加下面3个配置类即可

mongomessagelistener 类 ，顾名思义，该类用于监听特定数据库下的集合数据变化使用的，在实际开发中，该类的作用也是非常重要的，类似于许多中间件的客户端监听程序，当监听到数据变化后，做出后续的业务响应，比如，数据入库、推送消息到kafka、发送相关的事件等等

changestream 类 ，事件注册类，即开篇中提到的那几种事件类型的操作等

mongoconfig 配置messagelistenercontainer 容器的相关参数

3个类添加完成后，再次启动程序，并观察控制台数据日志

测试1：通过shell窗口登录primary节点，并给comment集合添加一条数据

几乎是实时的监听到事件操作的数据变化，下面是完整的输出日志

测试2：通过shell窗口删除上面新增的这条数据

典型应用场景

数据迁移

如果一个系统的数据需要迁移到另一个系统，可以考虑使用mongodb changestream这种方式，试想，如果老系统数据非常杂乱，并且文档中存在一些脏数据时，为了确保迁移后的数据能较快的投产，通过关于儿童的诗句应用程序的方式，能够原始的数据做类似etl的处理，这样更加方便

应用监控

如果您的系统对数据监管较为严格，可以考虑使用changestream这种方式，订阅特定事件的数据操作，比如修改和删除数据的事件，然后及时的发送告警通知

对接大数据应用

我们知道，mongodb作为一款性能优秀的分布式文档型数据库，其实是可以存储海量数据的，在一些大数据场景下，比如下游其他的应用采用大数据技术，需要对mongo中的数据做轨迹行为分析，changestream就是一种不错的选择，当监听到特定事件的数据变化时，向消息队列，比如kafka推送相应的消息，下游相关的大数据应用就可以做后续的业务处理了

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