# MongoDB 如何儲存資料 - BSON

## Introduction
MongoDB 身為一個 NoSQL Document Database，資料會以 JSON (*JavaScript Object Notation*) 格式儲存在資料庫中，可以透過這樣一句指令取得其中的資料

db.getCollection("user").find({})

基本上可以想成是這樣的 SQL

select * from "user";

回傳結果

[
    {
        "_id": 1,
        "name":"timm"
    },
    {
        "_id": 2,
        "name":"anna"
    }
]

之中先看到我們會去對 **collection** 做查詢，而回傳的結果會是多個 **document**，並且裡面含有多個 **field** & **value**。

### collection

[
    {
        "_id": 1,
        "name":"timm"
    },
    {
        "_id": 2,
        "name":"anna"
    }
]

### document

{
    "_id": 1,
    "name":"timm"
}

### field & value
| field | value |
| ----- | ----- |
| -id | 1 |
| name | timm |

## Why JSON?

1. Friendly
2. Readable
3. Familiar

JSON 身為一個輕量級的資料交換格式，單純地以下面幾項規則，就定義出了一個豐富的資料結構。就算沒有使用過 MongoDB 的工程師，大部分也都對於 JSON 格式的資料非常熟悉，並且相較於 binary 的資料，這是非常具有可讀性的。

- {}
定義一個物件
- []
定義一個陣列
- :
區分 key & value的分隔符號
- ,
不同物件、陣列之間的分隔符號

{
  "_id": {
    "$oid": "56d5f7eb604eb380b0d8d8ce"
  },
  "student_id": {
    "$numberDouble": "0.0"
  },
  "scores": [
    {
      "type": "exam",
      "score": {
        "$numberDouble": "78.40446309504266"
      }
    },
    {
      "type": "quiz",
      "score": {
        "$numberDouble": "73.36224783231339"
      }
    }
  ],
  "class_id": {
    "$numberDouble": "339.0"
  }
}

## Why not JSON?

應該有注意到，整份 JSON 資料都是 **UTF-8 encoded string**，而其中不乏有些資料是數字格式，如果我們都以字串的格式存放在資料庫中，那將會非常的佔空間。

在程式中通常也不會只有 string, boolean, number, array 這樣的資料格式，但明顯的看出 JSON 格式中並無法充分的表達一些特殊格式，例如：**date**, **number(long, integer, double)**

## BSON (MongoDB 使用的資料格式)

對於人類閱讀的方便，卻不利於資料庫的空間利用，但如果全部使用 binary encoded，人類又看不懂裡面的資料會非常的困擾，於是介於 json 和 binary 資料中間，有了一個銜接兩者的存在 BSON (*Binary JSON*)。

還有其他種 binary encoded 的資料交換格式，像是：[Protocol Buffers](https://github.com/protocolbuffers/protobuf)，而 BSON 的物件中包含

1. field name
2. type
3. value

定義 JSON 欄位的名稱，資料格式，以及 binary encoded value，但不用以 String 的方式儲存所以相對的就節省了非常多的空間，也有利於提升查詢速度。

範例

JSON

{
   "hello":"world" 
}

換成用 BSON

\x16\x00\x00\x00          // total document size
\x02                      // 0x02 = type String
hello\x00                 // field name
\x06\x00\x00\x00world\x00 // field value (size of value, value, null terminator)
\x00                      // 0x00 = type EOO ('end of object')

所以 BSON 的採用，提供了下面的幾項優點

1. Speed
以 binary 方式儲存更有利於機器運算
2. Space
binary 比起 string 使用了更少的空間
3. Flexaibility
透過 type 欄位的宣告，可以有更豐富的資料類型