Serviços REST com ASP.NET Web API e MongoDB

Nos ambientes corporativos, a utilização dos bancos de dados relacionais, como o MySQL, tem se firmado bem no decorrer dos anos. É inegável que com a introdução dessas tecnologias surgiram grandes avanços no tratamento de informações nos mais diversos âmbitos de atuação do mercado, conferindo às organizações uma maior agilidade e flexibilidade referentes às suas operações cotidianas.

Contudo, existem cenários aos que os bancos de dados tradicionais não se adequam muito bem, o que gerou, ao mercado e ao meio tecnológico, novas necessidades relativas ao armazenamento de informações. Algumas dessas necessidades são a alta disponibilidade e a capacidade de um banco de dados se adaptar a altos níveis de usabilidade, o que nos remete a questões sobre escalabilidade. Disponibilizar esses itens nos bancos de dados relacionais gera investimentos pesados em infraestrutura, o que muitas vezes se torna inviável para muitas empresas, as quais passam a buscar meios mais baratos e mais eficientes de manter e obter as informações armazenadas. Tendo essas necessidades em pauta, surgiram as bases de dados NoSQL, as quais são alternativas que oferecem uma maior flexibilidade e um maior desempenho baseados no aumento tanto do volume quanto da variedade dos dados que são armazenados.

Entre os bancos de dados NoSQL disponíveis no mercado, temos o MongoDB, que vem se destacando como a alternativa mais popular entre os desenvolvedores de software. No decorrer deste artigo, iremos tratar de alguns pontos sobre o MongoDB e suas operações básicas, e também criaremos uma aplicação ASP.NET Web API com um CRUD simples de cadastro de filmes para uma locadora fictícia.

A Web API do ASP.NET é um framework para a criação de APIs (Application Programming Interface) da Web, ou seja, para a criação de serviços baseados em HTTP sobre o .NET Framework. Normalmente utilizamos as Web APIs quando precisamos criar serviços RESTful, os quais podem ser consumidos por uma ampla gama de clientes, como browsers, aplicações mobile, aplicações desktop, entre outras.

Mesmo que o framework ASP.NET Web API seja amplamente utilizado para serviços RESTful, ele também pode ser usado para criar outros tipos de serviços. Em resumo, temos que as estruturas Web APIs do ASP.NET não impõem qualquer estilo de arquitetura específico para a criação de serviços.

Os serviços REST, Representational State Transfer, foram introduzidos pela primeira vez em 2001. Hoje, o REST é um padrão arquitetural para criação de APIs que usam o HTTP como um método de comunicação. O padrão de arquitetura REST especifica um conjunto de restrições que um sistema deve aderir, as quais podem ser vistas a seguir:

• Client-Server: o cliente envia uma solicitação e um servidor se encarrega de devolver uma resposta. Temos, então, uma separação de preocupações que suporta a independência e evolução da lógica presente tanto no lado cliente quanto no lado servidor.
• Stateless: a comunicação entre servidor e cliente deve ser stateless, ou seja, sem estado, o que significa que não devemos armazenar nada no servidor que seja relacionado ao cliente. A solicitação enviada pelo cliente deve conter todas as informações necessárias para que o servidor possa processá-la, garantindo que cada solicitação seja tratada de forma independente.
• Cacheable: é utilizado cache para aumentar o desempenho do sistema, reduzindo processamentos desnecessários no servidor.
• Interface uniforme: a interface uniforme determina a interface entre o cliente e o servidor. Para entender a interface uniforme, primeiramente precisamos entender o que é um recurso e os verbos HTTP. No contexto da API REST, os recursos são os nomes que atribuímos aos substantivos no sistema. Ao realizarmos uma requisição web, precisamos informar o caminho — a URI, que é o identificador único de um recurso. Nos sistemas REST, as URIs devem conter apenas substantivos. Já os verbos HTTP são utilizados para enviar uma solicitação para a API, realizando as operações de GET, POST, DELETE, etc.

O MongoDB é um banco de dados open-source, schemaless e orientado a documentos, o que lhe fornece alta performance e alta escalabilidade de forma automática. Ao contrário do MySQL (hoje o banco de dados gratuito mais utilizado do mercado), que utiliza consultas em SQL, o MongoDB é focado em BSON (Binary JSON, uma variação do JSON, com a diferença desta realizar o armazenamento em um formato binário para persistência dos dados). Além disso, a organização dos dados no MongoDB é feita em função da aplicação, ou seja, os dados são organizados de acordo com as necessidades do sistema.

A base de dados MongoDB é um conjunto de bases, no qual cada banco é composto por várias coleções. Quando dizemos que o MongoDB é schemaless, temos em mente que para toda coleção podemos ter diferentes tipos de objetos, onde todo objeto pode ser chamado de documento, os quais são representados como estruturas JSON, ou seja, numa estrutura de chave-valor (key-value). Esses valores podem ser de três tipos diferentes: valores primitivos, arrays de documentos ou lista de pares key-value. Para melhor entendimento a Figura 1 representa a estrutura do banco MongoDB.

Como os registros são documentos no MongoDB, temos que a sua estrutura é composta por pares de valores (key-value). Esses documentos são similares aos objetos JSON, tendo que os valores dos campos podem incluir outros tipos de documentos, como arrays e arrays de documentos. Na Listagem 1, apresentamos uma estrutura simples de armazenamento de um registro no MongoDB.

Listagem 1. Exemplo de estrutura de registro no MongoDB.

  01 {
  02    _id: ObjectId('4rt9e8e17cdfd64410856erbtr5'),
  03    nomeCompleto:'Edson Dionisio',
  04    escolarida ...