MongoDB基础

时间：2022-03-15 11:56

一、概述

1.1 MongoDB概念

MongoDB 是由C++语言编写的，是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档，数组及文档数组。在nosql数据库里，大部分的查询都是键值对（key、value）的方式。MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中最像关系数据库的。其特征NoSQL、文档存储、Json数据模型、支持事务。

1.2 NoSQL概念

NoSQL，指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写，是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。（例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据）。这些类型的数据存储不需要固定的模式，无需多余操作就可以横向扩展。

1.3 NoSQL的特征

高扩展性：Nosql去掉了关系数据库的关系型特性，易于横向扩展。

高性能：Nosql通过简单的key-value方式获取数据，非常快速。还有NoSQL的Cache是记录级的，是一种细粒度的Cache，所以NoSQL在这个层面上来说就要性能高很多。

灵活的数据模型：相对于关系数据库里，增删字段的繁琐，NoSQL无需事先为要存储的数据建立字段，随时可以存储自定义的数据格式。

高可用：NoSQL在不太影响性能的情况，就可以方便的实现高可用的架构。比如mongodb通过mongos、config server replica set，shard就可以快速配置出高可用配置。

1.4 NoSQL分类

类型	部分代表	顾名思义，是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据，方便做数据压缩，对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势。
文档存储	CouchDB	文档存储一般用类似json的格式存储，存储的内容是文档型的。这样也就有有机会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能。
key-value存储	Tokyo Cabinet / Tyrant Berkeley DB MemcacheDB Redis	可以通过key快速查询到其value。一般来说，存储不管value的格式，照单全收。（Redis包含了其他功能）
图存储	Neo4J FlockDB	图形关系的最佳存储。使用传统关系数据库来解决的话性能低下，而且设计使用不方便。
对象存储	db4o Versant	通过类似面向对象语言的语法操作数据库，通过对象的方式存取数据。
xml数据库	Berkeley DB XML BaseX	高效的存储XML数据，并支持XML的内部查询语法，比如XQuery,Xpath。

1.5 MongoDB概念解析

在mongodb中基本的概念是文档、集合、数据库，对应与关系型数据库如下表：

SQL术语/概念	MongoDB术语/概念	解释/说明
database	database	数据库
table	collection	数据库表/集合
row	document	数据记录行/文档
column	field	数据字段/域
index	index	索引
table joins		表连接,MongoDB不支持
primary key	primary key	主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键

数据库：一个MongoDB 实例可以承载多个数据库。它们之间可以看作相互独立，每个数据库都有独立的权限控制。在磁盘上，不同的数据库存放在不同的文件中。MongoDB 中存在以下系统数据库。

Admin 数据库：一个权限数据库，如果创建用户的时候将该用户添加到admin 数据库中，那么该用户就自动继承了所有数据库的权限。
Local 数据库：这个数据库永远不会被负责，可以用来存储本地单台服务器的任意集合。
Config 数据库：当MongoDB 使用分片模式时，config 数据库在内部使用，用于保存分片的信息。

集合：集合就是一组文档，类似于关系数据库中的表。集合是无模式的，集合中的文档可以是各式各样的。在MongoDB中集合用collections表示，每个

collection用一个名字标识，需要注意以下几点：

名字不允许是空字符串""
名字不能包含\0字符，因为它表示名字的结束
不能创建以system.开头的

文档：文档是 MongoDB 中数据的基本单位，类似于关系数据库中的行（但是比行复杂）。多个键及其关联的值有序地放在一起就构成了文档。

文档中的键/值对是有序的。
文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
MongoDB区分类型和大小写。
MongoDB的文档不能有重复的键。
文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。

二、安装部署

2.1 配置yum安装

配置mongodb的yum源进行安装

cat >/etc/yum.repos.d/mongodb.repo<<EOF
[mongodb]
name=MongoDB Repository
baseurl= 
gpgcheck=0
enabled=1
EOF

yum clean all && yum makecache
yum install -y mongo-10gen mongo-10gen-server

2.2 下载安装包安装

cd /usr/local/
wget -c https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.4.10.tgz            #下载软件包
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.4.10.tgz
ln -sv mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.4.10 mongodb
mkdir /usr/local/mongodb/{conf,mongoData,mongoLog}                           #创建数据，日志，配置文件目录
touch /usr/local/mongodb/mongoLog/mongodb.log                              #创建日志文件
echo "PATH=$PAHT:/usr/local/mongodb/bin">/etc/profile.d/mongodb.sh                        
source etc/profile.d/mongodb.sh                                     #配置环境变量

命令行启动：

mongod --httpinterface --dbpath /usr/local/mongodb/mongoData --logpath /usr/local/mongodb/mongoLog/mongodb.log --fork

将启动的各项参数写入配置文件启动

cat>/usr/local/mongodb/conf/mongodb.conf<<EOF
dbpath=/usr/local/mongodb/mongoData                    #数据存储目录
logpath=/usr/local/mongodb/mongoLog/mongodb.log                    #日志文件
logappend=true                                      # 使用追加的方式写日志
journal=true                    
quiet=true        
port=27017                                        #端口
maxConns=20000                                      #最大连接数
httpinterface=true                                    #开启web界面端口为：28017      
fork=true                                        #以守护进程的方式运行MongoDB
EOF

mongod -f /usr/local/mongodb/conf/mongodb.conf                          #指定配置文件启动

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2.3 mongod配置参数详解

capped：类型为 Boolean，如果为 true 则创建一个固定大小的集合，当其条目达到最大时可以自动覆盖以前的条目。在设置其为 true 时也要指定参数大小；

autoIndexID：类型为 Boolean，默认为 false，如果设置为 true，则会在 _id field.s 上自动创建索引；

size：如果 capped 为 true 需要指定，指定参数的最大值，单位为 byte；

max：指定最大的文档数。在 Mongodb 中也可以不用创建集合，因为在创建文档的时候也会自动的创建集合。

> db.createCollection("user",autoindexID=true)        #创建集合user
{ "ok" : 1 }
> show collections;                                    #查看集合
user

b.删除集合

db.collection.insertOne():向指定集合中插入一条文档数据

db.collection.insertMany():向指定集合中插入多条文档数据

b.更新文档

MongoDB 使用 update() 和 save() 方法来更新集合中的文档

--------------------------------------update方式-----------------------------------------

update()方式
db.collection.update(
   <query>,
   <update>,
   {
     upsert: <boolean>,
     multi: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   })

参数说明：

query : update的查询条件，类似sql update查询内where后面的。
update : update的对象和一些更新的操作符（如$,$inc...）等，也可以理解为sql update查询内set后面的
upsert : 可选，这个参数的意思是，如果不存在update的记录，是否插入objNew,true为插入，默认是false，不插入。
multi : 可选，mongodb 默认是false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true,就把按条件查出来多条记录全部更新。
writeConcern :可选，抛出异常的级别。

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a870cceffdd1c65f633ef"), "name" : "xuel", "age" : 31 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
> db.user.update({"name":"xuel"},{$set:{"name":"udxuel"}})                                    #更新name
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a870cceffdd1c65f633ef"), "name" : "udxuel", "age" : 31 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }

-----------------------------------------save方式--------------------------------------

save()方式
db.collection.save(
   <document>,
   {
     writeConcern: <document>
   })

参数说明：

document : 文档数据。
writeConcern :可选，抛出异常的级别。

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a870cceffdd1c65f633ef"), "name" : "udxuel", "age" : 31 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
> db.user.save({ "_id" : ObjectId("5a1a870cceffdd1c65f633ef"), "name" : "xuel", "age" : 31 })            #更新name
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a870cceffdd1c65f633ef"), "name" : "xuel", "age" : 31 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }

c.删除文档

remove() 方法的基本语法格式如下：

db.collection.remove(
   <query>,
   {
     justOne: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   })

参数说明：

query :（可选）删除的文档的条件。
justOne : （可选）如果设为 true 或 1，则只删除一个文档。
writeConcern :（可选）抛出异常的级别。

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a870cceffdd1c65f633ef"), "name" : "xuel", "age" : 31 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
> db.user.remove({"name":"xuel","age":31})                            #删除文档
WriteResult({ "nRemoved" : 1 })
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }

d.查看文档

db.collection.find(query, projection)

query ：可选，使用查询操作符指定查询条件
projection ：可选，使用投影操作符指定返回的键。查询时返回文档中所有键值，只需省略该参数即可（默认省略）。

可以使用 pretty() 方法，语法格式如下：

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
> db.user.find().pretty()
{
    "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"),
    "name" : "kaliarch",
    "age" : 30
}
{
    "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"),
    "name" : "anchnet",
    "age" : 34
}

3.3 条件操作符

条件操作符用于比较两个表达式并从mongoDB集合中获取数据

(>) 大于 - $gt
(<) 小于 - $lt
(>=) 大于等于 - $gte
(<= ) 小于等于 - $lte
(=)等于- $eq
(!=)不等于-$ne

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8ddeceffdd1c65f633f1"), "name" : "test", "age" : 50 }
> db.user.find({"age":{$gt:33}})                             #查询age大于33的文档
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8ddeceffdd1c65f633f1"), "name" : "test", "age" : 50 }
> db.user.find({"age":{$lt:33}})                             #查询age小于33的文档
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
> db.user.find({"age":{$eq:34}})                              #查询age等于33的文档
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
> db.user.find({"age":{$ne:10}})                              、#查询age不等于10的文档
{ "_id" : ObjectId("5a1a8704ceffdd1c65f633ee"), "name" : "kaliarch", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8729ceffdd1c65f633f0"), "name" : "anchnet", "age" : 34 }
{ "_id" : ObjectId("5a1a8ddeceffdd1c65f633f1"), "name" : "test", "age" : 50