一文入手MongoDB

MongoDB快速上手——从0到1入门

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MongoDB简介

MongoDB

是一个开源、高性能、无模式的文档型数据库(C++语言编写)，特点是

高性能、易部署、易使用

，当初的设计就是用于简化开发和方便扩展，是

NoSQL

数据库产品中的一种。是最像关系型数据库（MySQL）的非关系型数据库。

应用场景：

1. 数据量大
2. 写入操作频繁（读写都很频繁）
3. 价值较低的数据，对事务性要求不高

NoSQL与SQL区别和联系

  NoSQL(Not Only SQL )，意即“不仅仅是SQL” ,指的是非关系型的数据库，它们不保证关系数据的ACID特性 ，是一项全新的数据库革命性运动，NoSQL的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储，相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维的注入。

  关系型数据库中的表都是存储一些结构化的数据，每条记录的字段的组成都一样，即使不是每条记录都需要所有的字段，但数据库会为每条数据分配所有的字段。而NoSQL数据库种类繁多，而且一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系，这样就非常容易扩展。无形之间也在架构的层面上带来了可扩展的能力。大数据量，高性能，NoSQL数据库都具有非常高的读写性能，尤其在大数据量下，同样表现优秀。这得益于它的无关系性，数据库的结构简单

NoSQL优点：

• 高扩展性；
• 高可用，高性能；
• 灵活的数据类型；

NoSQL分类：

• key-value键值存储数据库；
• 列存储数据库
• 文档型数据库
• Graph图形数据库

常见的NoSQL数据库：

MongoDB、DynamoDB、SimpleDB、CouchDB、CouchBase、OrientDB、InfiniteGraph、Neo4j、FlockDB、Cassandra、以及HBase等。

MangoDB安装和配置

第一步：下载安装包

  MongoDB 提供了可用于 32 位和 64 位系统的预编译二进制包，你可以从MongoDB官网下载安装，MongoDB 预编译二进制包下载地址：
https://www.mongodb.com/download-center#community

根据上图所示下载 zip 包。

版本的选择：

MongoDB的版本命名规范如：x.y.z

y为奇数时表示当前版本为开发版，如：1.5.2、4.1.13；

y为偶数时表示当前版本为稳定版，如：1.6.3、4.0.10；

 z是修正版本号，数字越大越好。

详情：http://docs.mongodb.org/manual/release-notes/#release-version-numbers

第二步：解压安装启动

将压缩包解压到一个目录中。
在解压目录中，手动建立一个目录用于存放数据文件，如 data/db；

方式1：命令行参数方式启动服务
在 bin 目录中打开命令行提示符，输入如下命令：

mongod --dbpath=..\data\db

我们在启动信息中可以看到，mongoDB的默认端口是27017，如果我们想改变默认的启动端口，可以通过–port来指定端口。为了方便我们每次启动，可以将安装目录的bin目录设置到环境变量的path中， bin 目录下是一些常用命令，比如 mongod 启动服务用的，mongo 客户端连接服务用的。

方式2：配置文件方式启动服务
在解压目录中新建 config 文件夹，该文件夹中新建配置文件 mongod.conf ，内如参考如下：

storage: 
#The directory where the mongod instance stores its data.Default Value is "\data\db" on Windows. 
dbPath: D:\02_Server\DBServer\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.1\data

详情可参考：https://docs.mongodb.com/manual/reference/configuration-options/

启动方式：

mongod -f ../config/mongod.conf 
或
mongod --config ../config/mongod.conf

更多参数配置：

systemLog:destination: file 
    #The path of the log file to which mongod or mongos should send all diagnostic logging informationpath:"D:/02_Server/DBServer/mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.1/log/mongod.log"logAppend:truestorage:journal:enabled:true#The directory where the mongod instance stores its data.Default Value is "/data/db". dbPath:"D:/02_Server/DBServer/mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.1/data"net:#bindIp: 127.0.0.1 port:27017setParameter:enableLocalhostAuthBypass:false

Shell连接

在命令提示符输入以下shell命令即可完成登陆:

mongo 
或
mongo --host=127.0.0.1 --port=27017

Linux中的安装启动和连接

提示：和Windows下操作大同小异

步骤如下：
（1）先到官网下载压缩包 mongod-linux-x86_64-4.0.10.tgz 。

可以用uname指令查看自己Linux操作系统位数

（2）上传压缩包到Linux中，解压到当前目录：

tar -xvf mongodb-linux-x86_64-4.0.10.tgz

（3）移动解压后的文件夹到指定的目录中：

mv mongodb-linux-x86_64-4.0.10 /usr/local/mongodb

（4）新建几个目录，分别用来存储数据和日志：

#数据存储目录 mkdir -p /mongodb/single/data/db
 #日志存储目录 mkdir -p /mongodb/single/log

（5）新建并修改配置文件

vi /mongodb/single/mongod.conf

配置文件的内容如下：

systemLog:#MongoDB发送所有日志输出的目标指定为文件 ##The path of the log file to which mongod or mongos should send all diagnostic logging information destination: file 
     #mongod或mongos应向其发送所有诊断日志记录信息的日志文件的路径         path:"/mongodb/single/log/mongod.log"#当mongos或mongod实例重新启动时，mongos或mongod会将新条目附加到现有日志文件的末尾。 logAppend:truestorage:#mongod实例存储其数据的目录。storage.dbPath设置仅适用于mongod。 ##The directory where the mongod instance stores its data.Default Value is "/data/db". dbPath:"/mongodb/single/data/db"journal:#启用或禁用持久性日志以确保数据文件保持有效和可恢复。 enabled:trueprocessManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式。 fork:truenet:#服务实例绑定的IP，默认是localhost bindIp: localhost,192.168.0.2
        #bindIp #绑定的端口，默认是27017 port:27017

（6）启动MongoDB服务

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /mongodb/single/mongod.conf 

注意： 如果启动后不是 successfully ，则是启动失败了。原因基本上就是配置文件有问题。

通过进程来查看服务是否启动了：

ps -ef |grep mongod

（7）分别使用mongo命令和compass（图形化）工具来连接测试。

提示：如果远程连接，需要配置防火墙放行，或直接关闭linux防火墙

#查看防火墙状态 
systemctl status firewalld 
#临时关闭防火墙 
systemctl stop firewalld 
#开机禁止启动防火墙 
systemctl disable firewalld

（7）停止关闭服务

#客户端登录服务，注意，这里通过localhost登录，如果需要远程登录，必须先登录认证才行。 
mongo --port 27017#切换到admin库
 use admin 
 #关闭服务 
 db.shutdownServer()

【补充】 如果一旦是因为数据损坏，则需要进行如下操作：

1）删除lock文件：

rm -f /mongodb/single/data/db/*.lock

2）修复数据：

/usr/local/mongdb/bin/mongod --repair --dbpath=/mongodb/single/data/db

基本命令

查看当前可以使用的库：

show dbs 
或
show databases

演示：

创建数据库：

use 数据库名称

演示：

提示：此时虽然创建了该库，但是先存在内存中，未进行持久化操作，故此时是查询不到的

查看当前使用的库：

db

演示：

删除数据库：

db.dropDatabase()

提示：主要用来删除已经持久化的数据库

集合(Collection)CRUD操作

MongoDB中的集合，类似关系型数据库中的表。

 与Mysql中的术语联系与区别如下图所示：

增(Create)

显示创建：

db.createCollection(name)

集合的命名规范：

• 集合名不能是空字符串""。
• 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
• 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
• 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除 非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。

演示：

隐式创建：
  当向一个集合中插入一个文档的时候，如果集合不存在，则会自动创建集合。

通常我们使用隐式创建文档即可

删(Delete)

集合删除语法格式如下：

db.collection.drop() 
或
db.集合.drop()

获取集合删除的返回值：
  如果成功删除选定集合，则 drop() 方法返回 true，否则返回 false。

db.mycollection.drop()

演示：

改(Update)

修改集合名：
db.旧集合名.renameCollection(new_name)
演示：
更新Collection中的数据字段：

db.集合名.updateMany({},{$rename:{"旧字段名"：”新字段名“}})
或
db.getCollection("集合名").update({},{\$rename:{"旧字段名"：”新字段名“}},false,true)

查((Retrieve))

查看当前库中的集合：show tables命令

show collections 
或
show tables

文档(Document)CRUD操作

基本命令

文档（document）的数据结构和 JSON 基本一样。

所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。

单个文档的插入:
  使用insert() 或 save() 方法向集合中插入文档，语法如下：

db.collection.insert(<document or array of documents>,
  { writeConcern: <document>, 
  ordered: <boolean>})

参数：

提示:

1）comment集合如果不存在，则会隐式创建
2）mongo中的数字，默认情况下是double类型，如果要存整型，必须使用函数NumberInt(整型数字)，否则取出来就有问题了。
3）插入当前日期使用 new Date() 4）插入的数据没有指定 _id ，会自动生成主键值
5）如果某字段没值，可以赋值为null，或不写该字段。
演示：

注意：

1. 文档中的键/值对是有序的。
2. 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)。 3. MongoDB区分类型和大小写。
3. MongoDB的文档不能有重复的键。
4. 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。

文档键命名规范：

• 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
• .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
• 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。

批量查询：

db.collection.insertMany([<document 1> , <document 2>, ... ],
 { writeConcern: <document>, 
 ordered: <boolean>}

参数：

示例：

提示：

• 插入时指定了 _id ，则主键就是该值。
• 如果某条数据插入失败，将会终止插入，但已经插入成功的数据不会回滚掉。
• 因为批量插入由于数据较多容易出现失败，因此，可以使用try catch进行异常捕捉处理，测试的时候可以不处理。

示例：

基本查询

统计查询

db.collection.count(query, options)

参数：

示例：

分页查询

  可以使用limit()方法来读取指定数量的数据，使用skip()方法来跳过指定数量的数据。

db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)

• 如果你想返回指定条数的记录，可以在find方法后调用limit来返回结果(TopN)，默认值20
• skip方法同样接受一个数字参数作为跳过的记录条数。（前N个不要）,默认值是0

示例：

排序查询

sort() 方法对数据进行排序，sort() 方法可以通过参数指定排序的字段，并使用 1 和 -1 来指定排序的方式，其中 1 为升序排列，而 -1 是用
于降序排列。

db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})
 或
 db.集合名称.find().sort(排序方式)

提示： skip(), limilt(), sort()三个放在一起执行的时候，执行的顺序是先 sort(), 然后是 skip()，最后是显示的 limit()，和命令编写顺序无关。

示例：

正则复杂条件查询

  MongoDB的模糊查询是通过正则表达式的方式实现的。格式为：

db.collection.find({field:/正则表达式/}) 
或
db.集合.find({字段:/正则表达式/})

提示：正则表达式是js的语法，直接量的写法。

示例：

比较查询

  比较这个操作符也是很常用的，格式如下:

db.集合名称.find({"field":{$gt: value }}) // 大于: field > value
 db.集合名称.find({"field":{$lt: value }}) // 小于: field < value 
 db.集合名称.find({"field":{$gte: value }}) // 大于等于: field >= value 
 db.集合名称.find({"field":{$lte: value }}) // 小于等于: field <= value 
 db.集合名称.find({"field":{$ne: value }}) // 不等于: field != value

示例：

包含查询

包含使用$in操作符，不包含使用$nin操作符。

db.comment.find({字段名:{$in:["值","值"]}})

示例:

条件连接查询

我们如果需要查询同时满足两个以上条件，需要使用、

$逻辑操作符

($and、$or)操作符将条件进行关联。格式为：

$and:[{},{},{}]
或
$or:[{},{},{}]

示例:

索引

索引

支持在MongoDB中高效地执行查询。如果没有索引，MongoDB必须执行全集合扫描，即扫描集合中的每个文档，以选择与查询语句匹配的文档。这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别在处理大量的数据时，查询可以要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非常致命的。

说明:MongoDB索引使用B树数据结构（确切的说是B-Tree，MySQL是B+Tree）

单字段索引

  MongoDB支持在文档的单个字段上创建用户定义的升序/降序索引，称为单字段索引（Single Field Index）。
  对于单个字段索引和排序操作，索引键的排序顺序（即升序或降序）并不重要，因为MongoDB可以在任何方向上遍历索引。

复合索引

  MongoDB还支持多个字段的用户定义索引，即复合索引（Compound Index）。
  复合索引中列出的字段顺序具有重要意义。例如，如果复合索引由 { userid: 1, score: -1 } 组成，则索引首先按userid正序排序，然后
在每个userid的值内，再在按score倒序排序。

其他索引

  地理空间索引（Geospatial Index）、文本索引（Text Indexes）、哈希索引（Hashed Indexes）等等。

tips:篇幅有限,索引相关的CRUD操作，以及MongoDB的集群、分片以及安全认证等，留给大家自己探索

结语

  上述过程，我们从0到1的从MongoDB的安装和配置，以及数据库、集合、文档的简单CRUD操作，让我们了解的MongoDB数据库的简单指令，简单的入门了MongoDB，可以实现基本的CRUD操作了，但是MongoDB还有很多操作，而且，现在分布式，微服务活跃的今天，MongoDB必将也会有一席之地，入手一下MongoDB，绝对不会后悔。

微语：不要活在虚妄的过去，不要为曾经做过太多假设，往事不回头，余生不讲究。