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Python から MongoDB(with GridFS)を操作する

MongoDB は bson という json のような形式でデータを保存できるデータベース。あまり背景は知らないのだけれど、MySQL のような RDBMS(Relational Database Management System)とは異なる思想のデータベース。

今回は Python から MongoDB を使う方法についてごにょごにょと書く。

モジュールの構成

Python から MongoDB を活用するには pymongo というモジュールを利用するのがよい。あまりドキュメントが親切ではないので、ちょいちょい GitHub を見ながら大体の構成を把握する。

mongodb/mongo-python-driver: PyMongo - the Python driver for MongoDB

提供されているモジュールは bson, gridfs, pymongo である。直接データベースをつなぐのに必要なものが定義されているのが pymongo で、GridFS というファイルシステムを利用する場合は gridfs を利用する必要がある。

とりあえず使う

とりあえず使うには pymongo をインストールするのと MongoDB を用意する必要がある。

pymongo のインストールは pip でいい。

$ pip install pymongo

MongoDB を用意するのは、ホストにインストールしてもいいが、 Docker コンテナをひょいっと立てるのが楽。

$ docker run -p 27017:27017 mongo:3.6.3

この状態で、次のスクリプトを実行してもエラーが出なければ正常に MongoDB が稼働している。

import pymongo

def main():
    client = pymongo.MongoClient(host='localhost', port=27017)
    print(client.server_info())

if __name__ == '__main__':
    main()

GridFSを使いインサート

GridFS を利用してインサートするサンプル。

gridfs.GridFS はコンストラクタに MongoDB のデータベースオブジェクトを入れればよい。

import pymongo
import gridfs

def main():
    client = pymongo.MongoClient(host='localhost', port=27017)
    database = client.testdb
    fs = gridfs.GridFS(database)

if __name__ == '__main__':
    main()

import pymongo
import gridfs


def main():
    client = pymongo.MongoClient(host='localhost', port=27017)
    database = client.testdb
    fs = gridfs.GridFS(database)
    string = b'Hello, World!!'
    a = fs.put(string)

if __name__ == '__main__':
    main()

この状態でオブジェクトが testdbfs.files コレクションに次のような形式のデータがはいる。

{
  "_id" : ObjectId("5ae1ac3fe5a5f02ee0763c31"),
  "md5" : "d66305ee66a6afc5b7ef7c6810a6f467",
  "chunkSize" : 261120,
  "length" : 14,
  "uploadDate" : ISODate("2018-04-26T10:38:55.705Z")
}

データを取り出す

せっかくなので上記のデータを取り出すスクリプトを書いてみる。ここではオブジェクト ID がわかっている前提で書く。

import pymongo
import bson
import gridfs

def main():
    client = pymongo.MongoClient(host='localhost', port=27017)
    database = client.testdb
    fs = gridfs.GridFS(database)
    id_str = '5ae1ac3fe5a5f02ee0763c31'  # 環境によってこの id が変わる
    get_obj = fs.get(bson.objectid.ObjectId(id_str))
    print(get_obj.read())  # b'Hello, World!'

if __name__ == '__main__':
    main()

bson.objectid.ObjectId id 文字列を入れてデータ型を変換しないと fs.get が動かないので注意。

実際には GridFS をデータ分析基盤として活用するためには metadata の設計などいろいろと考えることがあるのでもっと複雑になり、あんまり書きすぎるといろいろとまずいのでこれくらいにしておく。

検証環境

  • Windows 10 Pro
  • Docker for Windows
  • Python 3.6.5
    • pymongo 3.6.1
  • MongoDB 3.6.3