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@Yasushi-Shinohara(篠原 康)

MongoDBことはじめ

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Last updated at Posted at 2025-03-22

MongoDB

MongoDB：開発者向けデータプラットフォーム | MongoDB: ドキュメント指向型のNoSQLデータベース管理システム。

MongoDBを使って、データベースを更新するために何が必要かをいくつか確認してみる。

MongoDBのdockerコンテナの起動

Ubuntu22.04だと純正aptだと入らないようだったので、せっかくならと言うことでMongoDBのdockerコンテナで実行してみることにする。
dockerのインストールはDocker備忘録 #初心者 - Qiitaで済んでいる状態。

docker run -d \
  --name mongodb \
  -p 27017:27017 \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=secret \
  mongo

で最新版のMongoDBがdockerで走る。
確認のためにsudo docker psで

CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS                                             NAMES
d25ac999e428   mongo     "docker-entrypoint.s…"   About a minute ago   Up About a minute   0.0.0.0:27017->27017/tcp, [::]:27017->27017/tcp   mongodb

が表示され、走っていることが確認できる。

docker exec -it mongodb mongosh -u admin -p secretでコンテナに入ると

Current Mongosh Log ID:	67debf3155d7b2192b6b140a
Connecting to:		mongodb://<credentials>@127.0.0.1:27017/?directConnection=true&serverSelectionTimeoutMS=2000&appName=mongosh+2.4.2
Using MongoDB:		8.0.5
Using Mongosh:		2.4.2

For mongosh info see: https://www.mongodb.com/docs/mongodb-shell/


To help improve our products, anonymous usage data is collected and sent to MongoDB periodically (https://www.mongodb.com/legal/privacy-policy).
You can opt-out by running the disableTelemetry() command.

------
   The server generated these startup warnings when booting
   2025-03-22T09:40:29.462+00:00: Using the XFS filesystem is strongly recommended with the WiredTiger storage engine. See http://dochub.mongodb.org/core/prodnotes-filesystem
   2025-03-22T09:40:30.121+00:00: For customers running the current memory allocator, we suggest changing the contents of the following sysfsFile
   2025-03-22T09:40:30.121+00:00: For customers running the current memory allocator, we suggest changing the contents of the following sysfsFile
   2025-03-22T09:40:30.121+00:00: We suggest setting the contents of sysfsFile to 0.
   2025-03-22T09:40:30.121+00:00: vm.max_map_count is too low
   2025-03-22T09:40:30.121+00:00: We suggest setting swappiness to 0 or 1, as swapping can cause performance problems.
------

test>

あるいはsudo docker exec -it mongodb bashで通常のコンソールで入った後mongosh -u admin -p secretで同様にコンテナ内でmongoshが起動する。

一般ユーザーの追加

adminでmongoshに入り、use mydbで、以下のようにdbにユーザーとパスワードを追加:

mydb> use mydb  // ← 対象のデータベースに切り替え この時点でmydbは存在していなくても構わない
switched to db mydb
mydb> db.createUser({ // この時点でmydbにデータがなくても構わない
  user: "newuser",
  pwd: "yourpassword", //要変更
  roles: [{ role: "readWrite", db: "mydb" }]
})
{ ok: 1 }
mydb>

mongoshからログアウト後に

mongosh -u newuser -p yourpassword --authenticationDatabase mydb

で、mydbが操作できるシェルに入れる。

test> use mydb
switched to db mydb
mydb> show collections
                               //データが何もないのでブランク
mydb> show dbs
                               //データが何もないのでブランク
mydb> db.sample.insertOne({ name: "Alice", age: 30 }) //データを追加
{
  acknowledged: true,
  insertedId: ObjectId('67decdd70389095b266b140b')
}
mydb> db.sample.find()
[
  { _id: ObjectId('67decdd70389095b266b140b'), name: 'Alice', age: 30 }
]
mydb> show dbs
mydb  8.00 KiB
mydb> show collections
sample
mydb> db.sample.find().pretty()
[
  { _id: ObjectId('67decdd70389095b266b140b'), name: 'Alice', age: 30 }
]
mydb> db.sample.countDocuments()
1
mydb> db.sample.findOne()
{ _id: ObjectId('67decdd70389095b266b140b'), name: 'Alice', age: 30 }

MongoDBでは、RDBの「TABLE」に相当するものがと「collection」と呼ばれている。

MongoDB CompassをリモートからMongoDBに繋げて操作する

MongoDBの公式GUIをMongoDB Compass Download (GUI) | MongoDBからダウンロードする。

手元のホスト(shinohara-mac(仮名))で、MongoDB Compassを起動。
左側のペインにあるCONECTIONSの右にある＋をクリックして、接続先の情報を記入する。

  • Name: わかりやすい名前を適当に
  • Advanced Connection Optionsをクリック
    • General
      • Connection String Scheme: mongodb
      • Host: 192.168.xxx.yyy:27017
    • Authentfication
      • Username: newuser
      • Password: yourpassword(要変更)
      • Authentificationdatabase: mydb
        あたりをデフォルトから変えて入力すればOKのはず。これでSave&ConnectをクリックするとDBにアクセスできる。

FastAPI + MongoDBをpodmanコンテナで起動し連携

podmanコンテナが気になったので、FastAPIと併せて使ってみた。PodmanはPodmanことはじめ #初心者 - Qiitaでインストール済み。
ホストのIPアドレスが192.168.10.109であるとする。ホストの$pwd下にmongo-data, appディレクトリを作る:

$pwd/
├── run_MongoDB.sh
├── rm_MongoDB.sh
├── run_FastAPI.sh
├── rm_FastAPI.sh
├── mongo-data/
└── app/
    └── main.py
run_MongoDB.sh
#!/bin/bash
set -euo pipefail

# 既存のコンテナがあれば削除
podman rm -f my-mongo >/dev/null 2>&1 || true

# MongoDB コンテナ
podman run -d \
  --name my-mongo \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=secretpass \
  -v $(pwd)/mongo-data:/data/db:Z \
  -p 27017:27017 \
  docker.io/library/mongo:latest
rm_MongoDB.sh
#!/bin/bash
set -euo pipefail

# MongoDB コンテナを停止して削除
if podman ps -a --format '{{.Names}}' | grep -q '^my-mongo$'; then
  podman stop my-mongo >/dev/null 2>&1 || true
  podman rm my-mongo >/dev/null 2>&1 || true
  echo "MongoDB コンテナ (my-mongo) を停止・削除しました。"
else
  echo "MongoDB コンテナ (my-mongo) は存在しません。"
fi
run_FastAPI.sh
#!/bin/bash
set -euo pipefail

# 既存のコンテナがあれば削除
podman rm -f my-fastapi >/dev/null 2>&1 || true

# FastAPI コンテナ
#!/bin/bash
set -euo pipefail

# 既存のコンテナがあれば削除
podman rm -f my-fastapi >/dev/null 2>&1 || true

# FastAPI コンテナ起動
podman run -d \
  --name my-fastapi \
  -e MONGO_USER=admin \
  -e MONGO_PASS=secretpass \
  -e MONGO_HOST=192.168.10.109 \ #IPアドレスかホスト名を直打。localhostとかだと動かない
  -e MONGO_PORT=27017 \
  -p 8000:8000 \
  -v $(pwd)/app:/app:Z \
  -w /app \
  docker.io/library/python:3.11-slim \
  bash -c "pip install fastapi uvicorn pymongo && \
          uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --reload"
rm_FastAPI.sh
#!/bin/bash
set -euo pipefail

# FastAPI コンテナを停止・削除
if podman ps -a --format '{{.Names}}' | grep -q '^my-fastapi$'; then
  podman stop my-fastapi >/dev/null 2>&1 || true
  podman rm my-fastapi   >/dev/null 2>&1 || true
  echo "FastAPI コンテナ (my-fastapi) を停止・削除しました。"
else
  echo "FastAPI コンテナ (my-fastapi) は存在しません。"
fi
app/main.py
import os
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel, Field
from typing import Any, Optional, Union
from pymongo import MongoClient
from datetime import datetime

# FastAPI アプリケーション
app = FastAPI()

# 環境変数から MongoDB 接続情報を取得
mongo_user = os.environ.get("MONGO_USER", "admin")
mongo_pass = os.environ.get("MONGO_PASS", "secretpass")
mongo_host = os.environ.get("MONGO_HOST", "localhost")
mongo_port = int(os.environ.get("MONGO_PORT", 27017))

# MongoDB クライアント
client = MongoClient(f"mongodb://{mongo_user}:{mongo_pass}@{mongo_host}:{mongo_port}/")
db = client["testdb"]          # データベース
collection = db["items"]       # コレクション

# Pydantic モデルで入力スキーマを定義
class Item(BaseModel):
    schema_version: str = Field("0.1.0", description="スキーマバージョン (semver形式)")
    key: str = Field("", description="key")
    value: Union[str, int, float, dict, list, None] = Field(None, description="value")
    tag: Any = Field(None, description="追加メタ情報")
    created_at: datetime = Field(default_factory=datetime.utcnow, description="作成日時")

@app.get("/")
def root():
    return {"message": "MongoDB with FastAPI is running!"}

@app.post("/items/")
def create_item(item: Item):
    """MongoDB に新しい item を保存"""
    result = collection.insert_one(item.dict())
    return {"inserted_id": str(result.inserted_id)}

@app.get("/items/")
def list_items():
    """MongoDB から全ての items を取得 (_id も含める)"""
    items = []
    for doc in collection.find({}):
        doc["_id"] = str(doc["_id"])  # ObjectId を文字列に変換
        items.append(doc)
    return {"items": items}


from typing import Optional
from fastapi import HTTPException
from bson import ObjectId

# 更新用の Pydantic モデル（部分更新を許す）
class ItemUpdate(BaseModel):
    key: Optional[str] = None
    value: Optional[str] = None
    tag: Optional[Any] = None

@app.put("/items/{item_id}")
def update_item(item_id: str, item: ItemUpdate):
    """MongoDB のアイテムを更新"""
    try:
        oid = ObjectId(item_id)
    except Exception:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Invalid item_id")

    update_data = {k: v for k, v in item.dict().items() if v is not None}
    if not update_data:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="No fields provided for update")

    result = collection.update_one({"_id": oid}, {"$set": update_data})

    if result.matched_count == 0:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")

    return {"updated_id": item_id}

@app.delete("/items/{item_id}")
def delete_item(item_id: str):
    """MongoDB のアイテムを削除"""
    try:
        oid = ObjectId(item_id)
    except Exception:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Invalid item_id")

    result = collection.delete_one({"_id": oid})

    if result.deleted_count == 0:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")

    return {"deleted_id": item_id}

bash run_MongoDB.sh, bash run_FastAPI.shで起動。podman psでコンテナの起動が確認できればひとまず成功。
http://192.168.10.109:8000/docsでAPIのスキーマが見えていればFastAPIについては問題なし。MongoDBと正しく連携されていればhttp://192.168.10.109:8000/itemsにアクセスできるはず。起動直後は内容が空。
ここに

curl -X POST "http://192.168.10.109:8000/items/" \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"key": "test_key1", "value": 11}'

でデータ追加が出来る。

docker-composeを使っていない理由

Ubuntu22.04に入るpodmanはバージョンが3.4.4と古く、podman up -dでdocker-compose.ymlで同等の事をすると、ネットワーク周りでいろいろトラブルがあった。(ホストを介さず、podmanが用意するネットワークで通信できるみたい。多分dockerにも同じのがある)一応、MongoDBとFastAPIは別サービスとして動かせるはずなので、ホストを介して動くように、二つの独立なコンテナがホストの27017番を介してデータをやり取りするようにした。
こうした背景で、ホスト名にホスト外から見えるアドレスを指定する必要があり、192.168.10.109を指定しなければいけなくなったと考えられる。(localhostを指定すると、curlがコケる。)

コマンドまとめ

mongoDBは基本的に、DB毎に何かしらの操作が可能なuserが付属している という建て付けのよう。なので、userの存在の前にDBが必要となる。

use mydb // mydbに以下のuserを追加する
db.createUser({
  user: "myuser",
  pwd: "mypassword",
  roles: [
    { role: "readWrite", db: "mydb" }, //mydbには "readWrite"権限を
    { role: "read", db: "otherdb" } // otherdbには"read"権限を
  ]
})

roleの選択肢

DBレベルでのrole(もっと広い範囲での権限に影響するroleもあるらしい)

ロール名 説明
read 読み取り専用。ドキュメントの検索のみ可能。
readWrite 読み取り＋書き込みが可能（挿入、更新、削除など）。
dbAdmin インデックス作成、コレクションの情報取得などが可能。
userAdmin ユーザーの作成・削除が可能（ただしそのDB内に限る）。
dbOwner 上記すべての権限を持つ（readWrite + dbAdmin + userAdmin）。
enableSharding シャーディングの有効化が可能（そのDBに対して）。
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