大数据实验 实验四：NoSQL 和关系数据库的操作比力

NoSQL 和关系数据库的操作比力

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:
NameEnglishMathComputerzhangsan698677lisi5510088 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；

(2)用 SQL 语句输出 Student 表中的所有记录

(3)查询 zhangsan 的 Computer 结果

(4)修改 lisi 的 Math 结果,改为 95。

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：

1. package Main;
3. import java.sql.*;
5. import com.mysql.jdbc.Driver;
6. public class main{
7.     static final String  DRIVER="com.mysql.jdbc.Driver";
8.     static final String DB="jdbc:mysql://localhost/student?useSSL=false";
9.     static final String USER="root";
10.     static final String PASSWD="123456";
12.     public static void main(String[] args) {
13.         Connection conn=null;
14.         Statement stmt=null;
15.         try {
16.             //加载驱动程序
17.             Class.forName(DRIVER);
18.             System.out.println("Connecting to a selected database...");
19.             //打开一个连接
20.             conn=DriverManager.getConnection(DB, USER, PASSWD);
21.             //执行一个查询
22.             stmt=conn.createStatement();
23.             String sql="insert into student values('scofield',45,89,100)";
24.             stmt.executeUpdate(sql);
25.             System.out.println("Inserting records into the table successfully!");
26.         } catch (ClassNotFoundException e) {
27.             e.printStackTrace();
28.         }catch (SQLException e) {
30.             e.printStackTrace();
31.         }finally
32.         {
33.             if(stmt!=null)
34.                 try {
35.                     stmt.close();
36.                 } catch (SQLException e) {
37.                     e.printStackTrace();
38.                 }
39.             if(conn!=null)
40.                 try {
41.                     conn.close();
42.                 } catch (SQLException e) {
43.                     e.printStackTrace();
44.                 }
45.         }
46.     }
47. }

复制代码

运行结果

（2） 获取 scofield 的 English 结果信息

1. package Main;
3. import java.sql.*;
4. import com.mysql.jdbc.Driver;
5. public class main {
6.     static final String  DRIVER="com.mysql.jdbc.Driver";
7.     static final String DB="jdbc:mysql://localhost/student?useSSL=false";
8.     //Database auth
9.     static final String USER="root";
10.     static final String PASSWD="root";
12.     public static void main(String[] args) {
13.         Connection conn=null;
14.         Statement stmt=null;
15.         ResultSet rs=null;
16.         try {
18.             Class.forName(DRIVER);
19.             System.out.println("Connecting to a selected database...");
21.             conn=DriverManager.getConnection(DB, USER, PASSWD);
23.             stmt=conn.createStatement();
24.             String sql="select name,English from student where name='scofield' ";
26.             rs=stmt.executeQuery(sql);
27.             System.out.println("name"+"\t\t"+"English");
28.             while(rs.next())
29.             {
30.                 System.out.print(rs.getString(1)+"\t\t");
31.                 System.out.println(rs.getInt(2));
32.             }
33.         } catch (ClassNotFoundException e) {
35.             e.printStackTrace();
36.         }catch (SQLException e) {
38.             e.printStackTrace();
39.         }finally
40.         {
41.             if(rs!=null)
42.                 try {
43.                     rs.close();
44.                 } catch (SQLException e1) {
46.                     e1.printStackTrace();
47.                 }
48.             if(stmt!=null)
49.                 try {
50.                     stmt.close();
51.                 } catch (SQLException e) {
53.                     e.printStackTrace();
54.                 }
55.             if(conn!=null)
56.                 try {
57.                     conn.close();
58.                 } catch (SQLException e) {
60.                     e.printStackTrace();

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运行结果:

HBase 数据库操作

Student 表如表 A-5 所示。
nameEnglishMathComputerzhangsan608677lisi5510088 根据上面给出的门生表 Student 的信息，实行如下操作：

(1)用 Hbase Shell 命令创建门生表 Student

(2)用 scan 指令浏览 Student 表的相关信息

(3)查询 zhangsan 的 Computer 结果

(4)修改 lisi 的 Math 结果，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
scofield4589100

1. package Main;
3. import java.io.IOException;
4. import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
5. import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
6. import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
7. import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
8. import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
9. import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
10. import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
11. import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
13. public class main {
15.     public static Configuration configuration;
16.     public static Connection connection;
17.     public static Admin admin;
18.     public static void main(String[] args) {
19.         // TODO Auto-generated method stub
20.         configuration  = HBaseConfiguration.create();
21.         configuration.set("hbase.rootdir","hdfs://127.0.0.1:8020/hbase");
22.         try{
23.             connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
24.             admin = connection.getAdmin();
25.         }catch (IOException e){
26.             e.printStackTrace();
27.         }
28.         try {
29.             insertRow("student","scofield","score","English","45");
30.             insertRow("student","scofield","score","Math","89");
31.             insertRow("student","scofield","score","Computer","100");
32.         } catch (IOException e) {
33.             // TODO Auto-generated catch block
34.             e.printStackTrace();
35.         }
36.         close();
37.     }
38.     public static void insertRow(String tableName,String rowKey,String colFamily,
39.                                  String col,String val) throws IOException {
40.         Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
41.         Put put = new Put(rowKey.getBytes());
42.         put.addColumn(colFamily.getBytes(), col.getBytes(), val.getBytes());
43.         table.put(put);
44.         table.close();
45.     }
46.     public static void close(){
47.         try{
48.             if(admin != null){
49.                 admin.close();
50.             }
51.             if(null != connection){
52.                 connection.close();
53.             }
54.         }catch (IOException e){
55.             e.printStackTrace();
56.         }
57.     }
58. }

复制代码

运行结果

(2)获取 scofield 的 English 结果信息

1. package Main;
3. import java.io.IOException;
5. import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
6. import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
7. import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
8. import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
9. import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
10. import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
11. import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
12. import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
13. import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;
14. import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
15. import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
16. import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
18. public class main {
20.     public static Configuration configuration;
21.     public static Connection connection;
22.     public static Admin admin;
24.     public static void main(String[] args) {
25.         // TODO Auto-generated method stub
26.         configuration = HBaseConfiguration.create();
28.         configuration.set("hbase.rootdir", "hdfs://127.0.0.1:8020/hbase");
30.         try {
31.             connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
32.             admin = connection.getAdmin();
33.         } catch (IOException e) {
34.             e.printStackTrace();
35.         }
36.         try {
37.             getData("student", "scofield", "score", "English");
38.         } catch (IOException e) {
39.             // TODO Auto-generated catch block
40.             e.printStackTrace();
41.         }
42.         close();
43.     }
45.     public static void getData(String tableName, String rowKey, String colFamily,
46.                                String col) throws IOException {
47.         Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
48.         Get get = new Get(rowKey.getBytes());
49.         get.addColumn(colFamily.getBytes(), col.getBytes());
50.         Result result = table.get(get);
51.         showCell(result);
52.         table.close();
53.     }
55.     public static void showCell(Result result) {
56.         Cell[] cells = result.rawCells();
57.         for (Cell cell : cells) {
58.             System.out.println("RowName:" + new String(CellUtil.cloneRow(cell)) + " ");
59.             System.out.println("Timetamp:" + cell.getTimestamp() + " ");
60.             System.out.println("column Family:" + new String(CellUtil.cloneFamily(cell)) + " ");
61.             System.out.println("row Name:" + new String(CellUtil.cloneQualifier(cell)) + " ");
62.             System.out.println("value:" + new String(CellUtil.cloneValue(cell)) + " ");
63.         }
64.     }
66.     public static void close() {
67.         try {
68.             if (admin != null) {
69.                 admin.close();
70.             }
71.             if (null != connection) {
72.                 connection.close();
73.             }
74.         } catch (IOException e) {
75.             e.printStackTrace();
76.         }
77.     }
78. }

复制代码

运行结果

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 的哈希布局设计出门生表 Student（键值可以用 student.zhangsan 和student.lisi 来表现两个键值属于同一个表）；

(2)用 hgetall 命令分别输出 zhangsan 和 lisi 的结果信息；

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

(4)修改 lisi 的 Math 结果，改为 95

根据上面已经设计出的门生表 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
｝

1. package Main;
3. import java.util.Map;
4. import redis.clients.jedis.Jedis;
6. public class main {
8.     /**
9.      * @param args
10.      */
11.     public static void main(String[] args) {
12.         Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1:6379");
13.         jedis.hset("student.scofield", "English","45");
14.         jedis.hset("student.scofield", "Math","89");
15.         jedis.hset("student.scofield", "Computer","100");
16.         Map<String,String>  value = jedis.hgetAll("student.scofield");
17.         for(Map.Entry<String, String> entry:value.entrySet())
18.         {
19.             System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
20.         }
21.     }
22. }
24. （2）获取 scofield 的 English 成绩信息
25. package Main;
27. import java.util.Map;
28. import redis.clients.jedis.Jedis;
30. public class main {
32.     /**
33.      * @param args
34.      */
35.     public static void main(String[] args) {
36.         Jedis jedis = new Jedis("localhost");
37.         jedis.hset("student.scofield", "English","45");
38.         jedis.hset("student.scofield", "Math","89");
39.         jedis.hset("student.scofield", "Computer","100");
40.         Map<String,String>  value = jedis.hgetAll("student.scofield");
41.         for(Map.Entry<String, String> entry:value.entrySet())
42.         {
43.             System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
44.         }
45.     }
46. }

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（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；

(2)用 find()方法输出两个门生的信息；

(3)用 find 函数查询 zhangsan 的所有结果(只显示 score 列)

(4)修改 lisi 的 Math 结果，改为 95。

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情势如下：
“name”: “scofield”,
“score”: {“English”: 45,“Math”: 89, “Computer”: 100}

1. package Main;
3. import java.util.ArrayList;
4. import java.util.List;
6. import org.bson.Document;
7. import com.mongodb.MongoClient;
8. import com.mongodb.client.MongoCollection;
9. import com.mongodb.client.MongoDatabase;
11. public class main {
13.     public static void main(String[] args) {
15.         MongoClient mongoClient = new MongoClient("localhost", 27017);
17.         MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");
19.         MongoCollection<Document> collection = mongoDatabase.getCollection("student");
21.         Document document = new Document("name", "scofield").
22.                 append("score", new Document("English", 45).
23.                         append("Math", 89).
24.                         append("Computer", 100));
25.         List<Document> documents = new ArrayList<Document>();
26.         documents.add(document);
27.         collection.insertMany(documents);
28.         System.out.println("文档插入成功");
29.     }
30. }

复制代码

(2)获取 scofield 的所有结果结果信息(只显示core)

1. package Main;
3. import com.mongodb.MongoClient;
4. import com.mongodb.client.MongoCollection;
5. import com.mongodb.client.MongoCursor;
6. import com.mongodb.client.MongoDatabase;
7. import org.bson.Document;
9. public class main {
11.     public static void main(String[] args) {
13.         MongoClient  mongoClient=new MongoClient("localhost",27017);
15.         MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("student");
17.         MongoCollection<Document> collection = mongoDatabase.getCollection("student");
19.         MongoCursor<Document>  cursor=collection.find( new Document("name","scofield")).
20.                 projection(new Document("score",1).append("_id", 0)).iterator();
21.         while(cursor.hasNext())
22.             System.out.println(cursor.next().toJson());
23.     }
24. }

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