[React] mongoose를 이용한 MongoDB 연동 실습1

1. 소개하기

관계형 데이터베이스 한계
- 데이터 스키마 고정적
- 확장성(RDBMS는 처리해야 할 데이터양이 늘어나면 여러 컴퓨터에 분산시키는 것이 아니라, 해당 데이터베이스 서버의 성능을 업그레이트 해야 한다.)
MongoDB는 이런 한계를 극복한 문서 지향적 NoSQL 데이터베이스
- 유동적 스키마
- 확장성(여러 컴퓨터로 분산하여 처리 가능하도록 쉽게 설계)
MongoDB가 무조건 좋은 것은 하니다.
- 상황별로 적합한 데이터베이스가 다르다.
- 까다로운 조건으로 데이터를 필터링 또는 ACID특성을 지켜야 한다면 RDBMS가 유리

1.1. 문서란?

여기서 말하는 문서(document)는 RDBMS의 레코드와 개념이 비슷하다.
문서의 데이터 구조는 한 개 이상의 키-값 쌍으로 되어 있다.

문서의 예시

{
   "id": ObjectId("47832749dsd"),
   "username": "velopert",
   "name": {first: "M.J.", last: "Kim"}
}

문서는 BSON(바이너리 형태의 JSON)형태로 저장된다.
그렇기 때문에 나중에 JSON형태의 객체를 데이터베이스에 저장할 때, 큰 공수를 들이지 않고도 데이터를 데이터베이스에 등록할 수 있어 매우 편하다.
새로운 문서를 만들면 _id라는 고육값을 자동으로 생성, 이 값은 시간, 머신 아디이, 프로세스 아이디, 순차 번호로 되어 있어 값의 고유함을 보장한다.
여러 문서가 들어있는 곳을 컬렉션이라 한다.
기존 RDBMS에서는 테이블 개념을 사용하므로 각 테이블마다 같은 스키마를 가지고 있어야 한다.
반면 MongoDB는 다른 스키마를 가지고 있는 문서들이 한 컬렉션에서 공존할 수 있다.

{
   "id": ObjectId("47832749dsd"),
   "username": "velopert",
},
{
   "id": ObjectId("98sdas49dsd"),
   "username": "velopert",
   "phone": "010-1234-1234"
}

처음에 데이터에 전화번호가 필요 없었는데, 나중에는 필요해졌다고 가정해보자
MongoDB에서는 컬렉션 안의 데이터가 같은 스키마를 가질 필요가 없으므로 그냥 넣어주면 된다.

1.2. MongoDB구조

1.3. 스키마 디자인

MongoDB에서 스키마를 디자인하는 방식은 기존 RDBMS에서 스키마를 디자인하는 방식과 완전히 다르다.
RDBMS에서 블로그용 데이터 스키마를 설계한다면 각 포스트, 댓글마다 테이블을 만들어 필요에 따라 JOIN에서 사용하는 것이 일반적
하지만 NoSQL에서는 그냥 모든 것을 문서 하나에 넣는다.

{
   _id: ObjectId,
   title: String,
   body: String,
   username: String,
   createDate: Date,
   comments: [
      {
         _id: ObjectId,
         text: String,
         createdDate: Date,
      },
   ],
};

이런 상황에서 보통 MongoDB는 댓글을 포스트 문서 내부에 넣는다.
문서 내부에 또 다른 문서가 위치할 수 있는데, 이를 서브다큐먼트라고 한다.
서브다큐먼트 또한 일반 문서를 다루는 것처럼 쿼리할 수 있다.
문서 하나에는 최대 16MB만큼 데이터를 넣을 수 있다.
- 100자 댓글 데이터라면 대략 0.24KB를 차지한다.
- 16MB는 16,384KB이니 문서 하나에 댓글 데이터를 약 68,000개 넣을 수 있다.
- 서브다큐먼트에서 이 용량을 초과할 가능성이 있다면 컬렉션을 분리시키는 것이 좋다.

2. MongoDB 서버 준비

2.1. 설치

Windows

https://www.mongodb.com/download-center/community 에서 인스톨러를 내려받아 설치한다.

2.2. MongoDB 작동 확인

3. mongoose의 설치 및 적용

mongoose는 Node.js환경에서 사용하는 MongoDB 기반 ODM라이브러리이다.
이 라이브러리는 데이터베이스 문서들을 자바스크립트 객체처럼 사용할 수 있게 해준다.
이전에 만든 백엔드 프로젝트를 이어서 진행하겠다.
$ yarn add mongoose dotenv
dotenv는 환경변수들을 파일에 넣고 사용할 수 있게 하는 개발도구
mongoose를 사용하여 MongoDB에 접속할 때, 서버에 주소나 계정 및 비밀번호가 필요할 경우도 있다.
- 이렇게 민감하거나 환경별로 달라질 수 있는 값은 코드 안에 직접 작성하지 않고, 환경변수로 설정하는 것이 좋다.
- 프로젝트를 깃허브 등에 올릴때는 .gitignore를 작성하여 환경변수가 들어 있는 파일은 제외시켜 주어야 한다.

3.1. .env 환경변수 파일 생성

환경변수에는 서버에서 사용할 포트와 MOngoDB 주소를 넣어주겠다.

[.env]

PORT=4000
MONGO_URI=mongodb://localhost:27017/blog

여기서 blog는 우리가 사용할 데이터베이스 이름이다.
지정한 데이터베이스가 서버에 없다면 자동으로 만들어 주므로 사전에 직접 생성할 필요는 없다.
다음으로 src/index.js파일의 맨 위에 다음과 같이 dotenv를 불러와서 config() 함수를 호출해 준다.
Node.js에서 환경변수는 process.env값을 통해 조회할 수 있다.

[src/index.js]

require('dotenv').config();
const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');
const bodyParser = require('koa-bodyparser');

// 비구조화 할당을 통해 process.env 내부 값에 대한 레퍼런스 만들기
const { PORT } = process.env;

const api = require('./api');

const app = new Koa();
const router = new Router();

// 라우터 설정
router.use('/api', api.routes()); // api 라우터 적용

// 라우터 적용 전에 bodyParser 적용
app.use(bodyParser());

// app 인스턴스에 라우터 적용
app.use(router.routes()).use(router.allowedMethods());

// PORT가 지정되어 있지 않다면 4000을 사용
const port = PORT || 4000;
app.listen(4000, () => {
  console.log('Listening to port %d', port);
});

3.2. mongoose로 서버와 데이터베이스 연결

mongoose를 이용해 서버와 데이터베이스를 연결하겠다.
연결할 때는 mongoose의 connect함수를 사용한다.

require('dotenv').config();
const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');
const bodyParser = require('koa-bodyparser');
const mongoose = require('mongoose');

const api = require('./api');

// 비구조화 할당을 통해 process.env 내부 값에 대한 레퍼런스 만들기
const { PORT, MONGO_URI } = process.env;

mongoose
  .connect(MONGO_URI, { useNewUrlParser: true, useFindAndModify: false })
  .then(() => {
    console.log('Connect to MongoDB');
  })
  .catch((e) => {
    console.error(e);
  });

const app = new Koa();
const router = new Router();

// 라우터 설정
router.use('/api', api.routes()); // api 라우터 적용

// 라우터 적용 전에 bodyParser 적용
app.use(bodyParser());

// app 인스턴스에 라우터 적용
app.use(router.routes()).use(router.allowedMethods());

// PORT가 지정되어 있지 않다면 4000을 사용
const port = PORT || 4000;
app.listen(port, () => {
  console.log('Listening to port %d', port);
});

4. esm으로 ES모듈 import/export 문법 사용하기

기존 리액트 프로젝트에서 사용해 오던 ES모듈 import/export 문법은 Node.js에서 아직 정식으로 지원되지 않는다.
Node.js에 해당 기능이 구현되어 있기는 하지만 아직 실험적인 단계이디 때문에 기본 옵션으로는 사용할 수 없다.
- 확장자를 .mjs로 사용하고 node를 실행할 때 --experimental-modules라는 옵션을 넣어 주어야 한다.
Node.js에서 import/export 문법을 꼭 사용해야 할 필요는 없지만, 이 문법을 사용하면 VSCOde에서 자동 완성을 통해 모듈을 자동으로 쉽게 불러올 수 있고 코드도 더욱 깔끔해진다.
그래서 esm이라는 라이브러리의 도움을 받아 해당 문법을 사용해 보겠다.
$ yarn add esm
기존 src/index.js 파일의 이름을 main.js로 변경하고, index.js 파일을 새로 생성해서 다음 코드를 작성한다.

[src/index.js]

// 이 파일에서만 no-global-assign ESLint 옵션을 비활성화한다.
/* eslint-disable no-global-assign */

require = require('esm')(module /*, options*/);
module.exports = require('./main.js');

package.json 코드 수정

[package.json]

(...)
  "scripts": {
    "start": "node -r esm src",
    "start:dev": "nodemon --watch src/ -r esm src/index.js"
  }
 }

ESLint에서 import/export 구문을 사용해도 오류로 간주하지 않도록 다음과 같이 .eslintrc.json에서 sourceType 값을 "module"로 설정해준다.

[.eslintrc.json]

{
    "env": {
        "commonjs": true,
        "es6": true,
        "node": true
    },
    "extends": ["eslint:recommended", "prettier"],
    "globals": {
        "Atomics": "readonly",
        "SharedArrayBuffer": "readonly"
    },
    "parserOptions": {
        "ecmaVersion": 2018,
        "sourceType": "module"
    },
    "rules": {
        "no-unused-vars": "warn",
        "no-console": "off"
    }
}

이제 프로젝트에서 import/export 구문을 자유롭게 사용할 수 있다.
서버 종료 뒤 다시 구동 yarn start:dev

4.1. 기존 코드 ES Module 형태로 바꾸기

[api/posts/posts/ctrl.js]

(...)
export const write = (ctx) => {
  (...)
};

export const list = (ctx) => {
  (...)
};

export const read = (ctx) => {
  (...)
};

export const remove = (ctx) => {
  (...)
};

export const replace = (ctx) => {
  (...)
};

export const update = (ctx) => {
  (...)
};

[src/api/posts/index.js]

import Router from 'koa-router';
import * as postCtrl from './post.ctrl';

const posts = new Router();

posts.get('/', postCtrl.list);
posts.post('/', postCtrl.write);
posts.get('/:id', postCtrl.read);
posts.delete('/:id', postCtrl.remove);
posts.put('/:id', postCtrl.replace);
posts.patch('/:id', postCtrl.update);

export default posts;

[src/api/index.js]

import Router from 'koa-router';
import posts from './posts';

const api = new Router();

api.use('/posts', posts.routes());

// 라우터를 내보낸다.
export default api;

[src/main.js]

require('dotenv').config();
import Koa from 'koa';
import Router from 'koa-router';
import bodyParser from 'koa-bodyparser';
import mongoose from 'mongoose';

import api from './api';

// 비구조화 할당을 통해 process.env 내부 값에 대한 레퍼런스 만들기
const { PORT, MONGO_URI } = process.env;
(...)

[jsconfig.json]

{
    "compilerOptions": {
        "target": "es6",
        "module": "es2015"
    },
    "include": ["src/**/*"]
}

위 코드와 같이 작성해주면 나중에 자동 완성을 통해 모듈을 불러올 수 있다.

5. 데이터베이스의 스키마와 모델

mongoose에는 스키마와 모델이라는 개념이 있다.
- 이 둘은 혼동하기 쉽다.
- 스키마 : 컬렉션에 들어가는 문서 내부의 각 피드가 어떤 형식으로 되어 있는지 정의하는 객체
- 모델 : 스키마를 사용하여 만드는 인스턴스로, 데이터베이스에서 실제 작업을 처리할 수 있는 함수들을 지니고 있는 객체

5.1. 스키마 생성

모델을 만들려면 사전에 스키마를 만들어 주어야 한다.
블로그 포스트에 대한 스키마를 준비할 것이다. 어떤 데이터가 필요한지 한번 생각해보자
- 제목
- 내용
- 태그
- 작성일
포스트 하나에 총 네 가지 정보가 필요하다
각 정보에 대한 필드 이름과 데이터 타입을 설정하여 스키마를 만든다.

필드 이름	데이터 타입	설명
title	문자열	제목
body	문자열	내용
tags	문자열 배열	태그 목록
publishedDate	날짜	작성 날짜

스키마와 모델에 관련된 코드는 src/models 디렉터이레 작성한다.
디렉터리를 따로 만들어 관리하면 나중에 류지 보수를 편하게 할 수 있다.

[src/models/posts.js]

import mongoose from 'mongoose';

const { Schema } = mongoose;

const PostSchema = new Schema({
  title: String,
  body: String,
  tags: [String], // 문자열로 이루어진 배열
  publishedDate: {
    type: Date,
    default: Date.now, // 현재 날짜를 기본값으로 지정
  },
});

스키마를 만들 때는 mongoose 모듈의 Schema를 사용하여 정의한다.
각 필드 이름과 필드의 데이터 타입 정보가 들어 있는 객체를 작성한다.
필드의 기본값으로는 default 값을 설정해주면 된다.
Schema에서 지원하는 타입은 다음과 같다.

타입	설명
String	문자열
Number	숫자
Date	날짜
Buffer	파일을 담을 수 있는 버퍼
Boolean	true 또는 false값
Mixed(Schema, Types, Mixed)	어떤 데이터도 넣을 수 있는 형식
ObjectId	객체 아이디. 주로 다른 객체를 참조할 때 넣음
Array	배열 형태의 값으로 [] 로 감싸서 사용

이 스키마를 활용하여 좀 더 복잡한 방식의 데이터도 저장할 수 있다.

[예시코드]

const AuthorSchema = new Schema({
   name: String,
   email: String,
});
const BookSchema = new Schema({
   title: String,
   description: String,
   authors: [AuthorSchema],
   meta: {
      likes: Number,
   },
   extra: Schema.Types.Mixed,
});

위 코드에서 authors 부분에 [AuthorSchema]를 넣어주었다.
이는 Author 스키마로 이루어진 여러 개의 객체가 들어 있는 배열을 의미한다.
이렇게 스키마 내부에 다른 스키마를 내장시킬 수도 있다.

5.2. 모델 생성

모델을 만들 때는 mongoose.model 함수를 사용한다.