大きなファイルの保存

Overview

このガイドでは、 GridFS を使用してMongoDBに大容量ファイルを保存、検索する方法を学びます。GridFS は、ファイルを保存するときにチャンクに分裂し、検索時にファイルを再アセンブルする方法を記述するCドライバーによって実装された仕様です。 ドライバーのGridFSの実装は、ファイルストレージの操作と組織を管理する抽象化です。

ファイルのサイズがBSONドキュメントサイズ制限の16 MB を超える場合は、 GridFSを使用します。 GridFSがユースケースに適しているかどうかの詳細については、 MongoDB Serverマニュアルの GridFSを参照してください。

GridFS の仕組み

GridFS により、ファイルはバケット（ファイルのチャンクとそれを説明する情報を含む MongoDB コレクションのグループ）に整理されます。 バケットには、GridFS の仕様に定義されている規則を使用して名前付けされた、以下のコレクションが含まれています。

• chunks コレクションには、バイナリ ファイルのチャンクがストアされます。

• files コレクションには、ファイルのメタデータがストアされます。

ドライバーは、 最初の書込み (write)操作を実行するときに、 GridFSバケットが存在しない場合はそれを作成します。 バケットには、別の名前を指定しない限り、デフォルトのバケット名 fs がプレフィックスが付いた前述のコレクションが含まれます。 ドライバーはファイルと関連するメタデータを効率的に取得するために、コレクションが存在しない場合とバケットが空の場合に、各コレクションにインデックスも作成します。

GridFSインデックスの詳細については、 MongoDB Serverマニュアルの「 GridFSインデックス 」を参照してください。

GridFS を使用してファイルを保存する場合、ドライバーはファイルを小さなチャンクに分割し、各ファイルは chunksコレクションに個別のドキュメントとして表されます。 また、ファイルID、ファイル名、およびその他のファイルメタデータを含むドキュメントを filesコレクションに作成します。 Cドライバーにストリームを渡して、新しいストリームを消費するか作成して、そのストリームに直接書き込むことで、ファイルをアップロードできます。

次の図は、 GridFSがバケットにアップロードされるときにファイルを分割する方法を示しています。

GridFSからファイルを検索すると、指定されたバケット内の filesコレクションからメタデータが取得され、その情報を使用して chunksコレクション内のドキュメントからファイルを再構築します。 ファイルの内容を既存のストリームに書き込むか、ファイルをポイントする新しいストリームを作成することで、ファイルを読み取ることができます。

GridFS バケットの作成

GridFS を使用するには、まず mongoc_gridfs_bucket_new() 関数を呼び出します。 この関数は、新しい mongoc_gridfs_bucket_t 構造を作成するか、既存の mongoc_gridfs_bucket_t にアクセスし、次のパラメータを受け入れます。

• データベース :バケットを作成するデータベースを指定します

• オプションドキュメント:バケットをカスタマイズするオプションを指定します。またはNULL

• 読み込み設定（read preference） : 読み取り操作に使用する読み込み設定 (read preference)を指定します。または、データベースの読み込み設定NULL (read preference)を継承するには、 が

• エラー ロケーション : エラー値のロケーションを指定します。またはNULL

次の例では、 mongoc_gridfs_bucket_new() 関数を呼び出し、dbデータベースをパラメーターとして渡します。

mongoc_database_t *db = mongoc_client_get_database (client, "db");
bson_error_t error;
if (!mongoc_gridfs_bucket_new (db, NULL, NULL, &error)) {
    fprintf (stderr, "Failed to create bucket: %s\n", error.message);
}

mongoc_database_t *db = mongoc_client_get_database (client, "db");
bson_t opts = BSON_INITIALIZER;
BSON_APPEND_UTF8 (&opts, "bucketName", "myCustomBucket");
bson_error_t error;
if (!mongoc_gridfs_bucket_new (db, &opts, NULL, &error)) {
    fprintf (stderr, "Failed to create bucket: %s\n", error.message);
}

ファイルのアップロード

次の機能を使用して、 GridFSバケットにファイルをアップロードできます。

• mongoc_gridfs_bucket_open_upload_stream(): 新しいアップロードストリームを開き、ファイルの内容を書き込むことができます

• mongoc_gridfs_bucket_upload_from_stream(): 既存のストリームの内容をGridFSファイルにアップロードします

bson_error_t error;
mongoc_stream_t *upload_stream = mongoc_gridfs_bucket_open_upload_stream (bucket, "my_file", NULL, NULL, &error);
if (upload_stream == NULL) {
        fprintf (stderr, "Failed to create upload stream: %s\n", error.message);
} else {
        const char *data = "Data to store";
        mongoc_stream_write (upload_stream, data, strlen(data), -1);
}
mongoc_stream_close (upload_stream);
mongoc_stream_destroy (upload_stream);

mongoc_stream_t *file_stream = mongoc_stream_file_new_for_path ("/path/to/input_file", O_RDONLY, 0);
bson_error_t error;
if (!mongoc_gridfs_bucket_upload_from_stream (bucket, "new_file", file_stream, NULL, NULL, &error)) {
    fprintf (stderr, "Failed to upload file: %s\n", error.message);
}
mongoc_stream_close (file_stream);
mongoc_stream_destroy (file_stream);

ファイル情報の検索

このセクションでは、 GridFSバケットの filesコレクションに保存されているファイルメタデータを検索する方法を学びます。 ファイルのメタデータには、参照先のファイルに関する次のような情報が含まれます。

• ファイルの _id

• ファイルの名前

• ファイルの長さ/サイズ

• アップロード日時

• その他の情報をストアできる metadata ドキュメント

GridFSバケットからファイルを検索するには、mongoc_gridfs_bucket_find() 関数を呼び出し、バケットをパラメーターとして渡します。 この関数は、結果にアクセスできるカーソルを返します。

mongoc_cursor_t *cursor = mongoc_gridfs_bucket_find(bucket, bson_new(), NULL);
const bson_t *file_doc;
while (mongoc_cursor_next(cursor, &file_doc)) {
    char *json = bson_as_json(file_doc, NULL);
    printf("%s\n", json);
    bson_free(json);
}
mongoc_cursor_destroy (cursor);

{ "_id" : { "$oid" : "..." }, "length" : 13, "chunkSize" : 261120, "uploadDate" :
{ "$date" : ... }, "filename" : "my_file", "metadata" : {  } }
{ "_id" : { "$oid" : "..." }, "length" : 13, "chunkSize" : 261120, "uploadDate" :
{ "$date" : ... }, "filename" : "new_file", "metadata" : {  } }

ファイルのダウンロード

次の機能を使用して、 GridFSバケットからファイルをダウンロードできます。

• mongoc_gridfs_bucket_open_download_stream(): 新しいダウンロードストリームを開き、ファイルの内容を読み取れる

• mongoc_gridfs_bucket_download_to_stream():ファイル全体を既存のダウンロード ストリームに書き込みます

char buf[512];
bson_value_t file_id;
file_id.value_type = BSON_TYPE_OID;
bson_oid_init_from_string (&file_id.value.v_oid, "66fb1b8ea0f84a74ee099e71");
bson_error_t error;
mongoc_stream_t *download_stream = mongoc_gridfs_bucket_open_download_stream (bucket, &file_id, &error);
if (!download_stream) {
    fprintf (stderr, "Failed to create download stream: %s\n", error.message);
}
mongoc_stream_read (download_stream, buf, 1, 1, 0);
mongoc_stream_close (download_stream);
mongoc_stream_destroy (download_stream);

mongoc_stream_t *file_stream = mongoc_stream_file_new_for_path ("/path/to/output_file", O_RDWR, 0);
bson_error_t error;
if (!file_stream) {
    fprintf (stderr, "Error opening file stream: %s\n", error.message);
}
bson_value_t file_id;
file_id.value_type = BSON_TYPE_OID;
bson_oid_init_from_string (&file_id.value.v_oid, "66fb1b8ea0f84a74ee099e71");
if (!mongoc_gridfs_bucket_download_to_stream (bucket, &file_id, file_stream, &error)) {
    fprintf (stderr, "Failed to download file: %s\n", error.message);
}
mongoc_stream_close (file_stream);
mongoc_stream_destroy (file_stream);

ファイルの削除

mongoc_gridfs_bucket_delete_by_id() 関数を使用して、ファイルのコレクションドキュメントと関連するチャンクをバケットから削除します。 これにより、ファイルが実質的に削除されます。

次の例は、_id フィールドを参照してファイルを削除する方法を示しています。

bson_error_t error;
bson_oid_t oid;
bson_oid_init_from_string (&oid, "66fb1b365fd1cc348b031b01");
if (!mongoc_gridfs_bucket_delete_by_id (bucket, &oid, &error)) {
    fprintf (stderr, "Failed to delete file: %s\n", error.message);
}

API ドキュメント

Cドライバーを使用して大容量のファイルを保存および検索する方法の詳細については、次のAPIドキュメントを参照してください。

• mongoc_gridfs_bucket_new()

• mongoc_gridfs_bucket_open_upload_stream()

• mongoc_gridfs_bucket_upload_from_stream()

• mongoc_gridfs_bucket_find()

• mongoc_gridfs_bucket_open_download_stream()

• mongoc_gridfs_bucket_download_to_stream()

• mongoc_gridfs_file_set_metadata()

• mongoc_gridfs_bucket_delete_by_id()