MongoDB的集合是其數(shù)據(jù)存儲的核心概念,類似于關系型數(shù)據(jù)庫中的表。每個集合在數(shù)據(jù)庫中都有唯一的名稱,并且集合內部不強制要求一個統(tǒng)一的模式,這就賦予了MongoDB很高的靈活性,可以靈活地適應應。以下是MongoDB集合的存儲機制:
MongoDB的數(shù)據(jù)模型基于文檔,這是一種由鍵值對組成的數(shù)據(jù)結構,類似于JSON。每個文檔都有一個唯一的_id
字段作為主鍵,用于在集合中唯一標識該文檔。文檔之間可以嵌套,這種靈活的數(shù)據(jù)結構使得MongoDB非常適合存儲半結構化數(shù)據(jù)。
自MongoDB 3.2版本起,WiredTiger成為了默認的存儲引擎。WiredTiger是一個高性能、支持事務的存儲引擎,它結合了B樹索引和LSM樹(Log-Structured Merge Tree)的優(yōu)點,為MongoDB提供了出色的讀寫性能。
為了支持大數(shù)據(jù)量的存儲和查詢,MongoDB采用了分片(Sharding)技術。分片是將數(shù)據(jù)水平分割到多個服務器節(jié)點的過程,每個節(jié)點存儲數(shù)據(jù)集的一個子集。這種架構允許MongoDB橫向擴展,突破單機存儲的限制。
索引是提高數(shù)據(jù)庫查詢性能的關鍵。MongoDB支持多種類型的索引,包括單鍵索引、復合索引、全文索引等,以滿足不同的查詢需求。這些索引使用B樹等數(shù)據(jù)結構來構建,確保了高效的查詢性能。
為了確保數(shù)據(jù)的可用性和持久性,MongoDB采用了復制集(Replica Set)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高可用性。復制集由一組具有相同數(shù)據(jù)集的MongoDB實例組成,包括一個主要節(jié)點和多個次要節(jié)點。主要節(jié)點負責處理寫請求,并將數(shù)據(jù)變更同步到次要節(jié)點上。次要節(jié)點則用于處理讀請求并提供數(shù)據(jù)備份。
Capped Collection是固定大小的集合,支持高吞吐的插入操作和查詢操作。它的工作方式與循環(huán)緩沖區(qū)類似,當一個集合填滿了被分配的空間,則通過覆蓋最早的文檔來為新的文檔騰出空間。
綜上所述,MongoDB集合的存儲機制包括靈活的數(shù)據(jù)模型、高效的BSON格式、強大的存儲引擎、可擴展的分片機制、優(yōu)化的索引策略以及高可用性的設計,這些特性共同為MongoDB提供了卓越的性能和可擴展性。