MongoDB數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)

MongoDB是面向文檔的數(shù)據(jù)庫，而非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。它擴(kuò)展了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的眾多有用功能，如輔助查詢、范圍查詢和排序。

它將原來的行的概念換成更加靈活的文檔模型。它沒有模式：文檔的鍵不會事先定義也不會固定不變。

MongoDB 將數(shù)據(jù)存儲為一個文檔，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由鍵值(key=>value)對組成。MongoDB 文檔類似于 JSON 對象。字段值可以包含其他文檔，數(shù)組及文檔數(shù)組。

有些關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的常見功能MongoDB并不具備，比如聯(lián)接(join)和復(fù)雜的多行事務(wù)。

MongoDB 的擴(kuò)展性強(qiáng)，其采用的面向文檔的數(shù)據(jù)模型使其可以自動在多臺服務(wù)器之間分割數(shù)據(jù)。

MongoDB性能優(yōu)越。它將內(nèi)存管理工作交由操作系統(tǒng)處理；它利用查詢優(yōu)化器記住執(zhí)行查詢最高效的方式；它利用預(yù)分配數(shù)據(jù)文件的方式(用空間)換取性能的穩(wěn)定。

MongoDB的管理理念就是盡可能的讓服務(wù)器自動配置，簡化數(shù)據(jù)庫的管理。比如如果主服務(wù)器掛掉，它會自動切換到備份服務(wù)器上，并且將備份服務(wù)器提升為活躍服務(wù)器。

NoSQL簡介
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即"不僅僅是SQL"。但事實上很多NoSQL數(shù)據(jù)庫都放棄了對 SQL語言的支持。

MongoDB安裝啟動和停止

安裝方法見：

• Install MongoDB Community Edition
• How to Install MongoDB on Ubuntu 16.04 - DigitalOcean
• How to Install and Configure MongoDB on Ubuntu 16.04

開啟mongod：

sudo service mongod start

進(jìn)入mongo shell：

mongo

列出數(shù)據(jù)庫：

show dbs

顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫對象：

db

默認(rèn)是 test 。

切換數(shù)據(jù)庫：

use <database>

停止 mongod：

sudo service mongod stop

或者使用下面更加穩(wěn)妥的方式停止MongoDB：

# 切換到admin數(shù)據(jù)庫（讓自己具有管理員權(quán)限）
use admin
db.shutdownServer()

剛安裝的mongodb并沒有開啟用戶權(quán)限驗證；所以連接時不需要認(rèn)證。

MongoDB的基本概念

在mongodb中基本的概念是文檔、集合、數(shù)據(jù)庫。

文檔

文檔類似于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的行。多個鍵及其關(guān)聯(lián)的值有序的放置在一起便是文檔。在JS中，文檔表示為對象。

每個文檔都有一個特殊的鍵_id，它在文檔所處的集合中是唯一的。

幾個重要的概念：

• 文檔中的鍵/值對是有序的。

• 文檔的鍵是字符串。一般情況鍵可以使用UTF-8字符。

  • 鍵不能有\0空字符。它是用來表示鍵的結(jié)尾。
  • .和$只有在特定環(huán)境才能使用
  • 以_開頭的鍵是保留的

• MongoDB不但區(qū)分類型，也區(qū)分大小寫。下面是兩組不同的文檔：

  {"foo":3}
  {"foo":"3"}

  {"foo":3}
  {"Foo":3}

  ?

• MongoDB的文檔不能有重復(fù)的鍵。

集合

集合可以被看作沒有模式的表。

子集合：

組織集合的一種慣例是使用 . 字符分開的命名空間劃分的子集合。比如：

blog.post和blog.authors，這樣做只是了使組織結(jié)構(gòu)更好些，也就是說blog這個集合（這里根本就不需要存在）及其子集合沒有任何關(guān)系。

數(shù)據(jù)庫

一個MongoDB實例可以承載多個數(shù)據(jù)庫。不同的數(shù)據(jù)庫存放在不同的文件中

要記住數(shù)據(jù)庫名最終會變成文件系統(tǒng)里的文件，所以數(shù)據(jù)庫名必須遵守一些約定。

保留的特殊數(shù)據(jù)庫：

• admin：從權(quán)限角度上看，這是 root 數(shù)據(jù)庫。
• local：這個數(shù)據(jù)庫永遠(yuǎn)不會被復(fù)制，可以用來存儲限于本地服務(wù)器的任意集合。
• config：但Mongo用于分片設(shè)置時，config數(shù)據(jù)庫在內(nèi)部使用，用于保存分片的相關(guān)信息。

命名空間：把數(shù)據(jù)庫的名字放到集合名前面，得到的集合的完全限定名稱。

數(shù)據(jù)類型

MongoDB的文檔類似于JSON，在概念上和JavaScript中的對象神似。MongoDB在保留JSON基本的鍵/值對特性的基礎(chǔ)上，添加了其它一些數(shù)據(jù)類型。在不同的編程語言下這些類型表示有些許差異。

• null:

• 布爾：

• 32位整數(shù)：

• 64位整數(shù)：

• 64位浮點數(shù)：

• 字符串

• 符號

• 對象id：ObjectId()。（文檔必須有一個"_id"鍵；這個鍵的值可以是任意類型，默認(rèn)是ObjectId對象。）

• 日期： new Date()

• 正則表達(dá)式：采用JavaScript的正則表達(dá)式語法

• 代碼： 文檔中還可以包含JavaScript代碼

  {"x" : function(){/* */}}

• 二進(jìn)制數(shù)據(jù)：

• 最大值

• 最小值

• undefined

• 數(shù)組：值的集合或者列表可以表示成數(shù)組

  {"x" : ["a","b","c"]}

• 內(nèi)嵌文檔：
  文檔可以包含別的文檔，也可以作為值嵌入到父文檔中

  {"x" : {"foo" : "bar"}}

數(shù)據(jù)庫管理

默認(rèn)數(shù)據(jù)目錄 /data/db，并使用27017端口。它還會啟動一個非?；镜膆ttp服務(wù)器，監(jiān)聽數(shù)字比主端口號高 1000 的端口，比如 28017 端口。

MongoDB Shell

MongoDB自帶一個 JavaScript shell，可以從命令行與MongoDB實例交互。它也是一個完備的JS解釋器，可以運(yùn)行任何JS程序。

開啟的時候，shell會連接到MongoDB服務(wù)器的 test 數(shù)據(jù)庫，并將這個數(shù)據(jù)庫連接賦值給全局變量 db 。這個變量是通過 shell 訪問 MongoDB的主要入口點。

shell還提供了一些語法糖，比如選擇數(shù)據(jù)庫的 usr dbName ，執(zhí)行該操作后 db 變量的值也會發(fā)生改變。

# 運(yùn)行 mongo 啟動 shell
mongo

# 列出數(shù)據(jù)庫
show dbs
# 切換數(shù)據(jù)庫，如果該數(shù)據(jù)庫不存在則創(chuàng)建該數(shù)據(jù)庫
use imooc
# 刪除數(shù)據(jù)庫
db.dropDatabase()

增刪改查

插入文檔

對目標(biāo)集使用insert方法，插入一個文檔：

db.foo.insert({"bar":"baz"})

該操作會自動增加一個 "_id" 鍵（要是原來沒有）再保存到數(shù)據(jù)庫

批量插入：
批量插入能傳遞一個由文檔構(gòu)成的數(shù)組給數(shù)據(jù)庫。

插入數(shù)據(jù)時：數(shù)據(jù)庫只會驗證是否包含"_id"鍵，然后就簡單的將文檔原樣的存入數(shù)據(jù)庫。

MongoDB在插入時并不執(zhí)行代碼，所以這塊沒有注入式***的可能。

刪除文檔

刪除users集合中的所有文檔，但不刪除集合本身：

db.users.remove()

remove函數(shù)可以接受一個查詢文檔作為可選參數(shù)。這樣只有符合條件的文檔才能被刪除。
示例：所有"optout"為true的將被刪除：

db.mailing.list.remove({"opt-out" : true})

直接刪除集合： db.drop_collection("bar")

更新文檔

使用update方法。該方法由兩個參數(shù)，一個是查詢文檔，用來找出要更新的文檔；另一個是修改器(modifier)文檔，描述對找到的文檔做哪些更改。

更新操作是原子的：若是兩個更新同時發(fā)生，先到達(dá)服務(wù)器的先執(zhí)行，接著執(zhí)行另外一個。

更新修改器：是一種特殊的鍵，用來指定復(fù)雜的更新操作。

"$set"修改器

"$set"修改器用來指定一個鍵的值。如果這個鍵不存在，則創(chuàng)建它。
示例：添加喜歡的書籍到某用戶信息

db.users.update(
  {"_id":ObjectId("4fksdftudkf4964trub")}, //查詢文檔 
  {"$set":{"favorite book" : "war and peace"}} //修改器文檔
  )

對應(yīng)的可以使用 "$unset" 將鍵完全刪除。

"$inc"修改器

"$inc"修改器：用來增加已有的值，如果鍵不存在則創(chuàng)建一個鍵。

它只能用于整數(shù)、長整數(shù)活浮點數(shù)。

db.games.update({"game":"pinball","user":"joe"}, //查詢文檔
               {"$inc":{"score":50}})  //修改器文檔

上面示例：滿足條件的玩家加50分，如果分?jǐn)?shù)鍵(score)不存在則先創(chuàng)建該鍵。這里增量為50。

"$push"修改器

用于數(shù)組。"$push"修改器會向已有的數(shù)組末尾加入一個元素，若是該鍵不存在則會創(chuàng)建一個新的數(shù)組。

注意：這里是指集合中的某個鍵的值為數(shù)組，現(xiàn)在要向這個數(shù)組中添加元素。

比如 blog.post集合如下：

{
    id : ObjectId("4dkfs53rt9rufhvjr0fv"),
    title : "A blog post",
    content : "...",
    comments : [
        {
            name : "joe",
            email : "joe@gmail.com",
            content : "nice post"
        }
    ]
}

當(dāng)我們想向comments這個數(shù)組中添加一個元素，就可以使用 $push。

查詢文檔

使用 find 或者 findOne 函數(shù)和查詢文檔對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行查詢。

查詢簡單的類型，只要指定想要查找的值就好了。示例，查找所有"age"的值為27的文檔：

db.users.find({"age":27})

查詢條件：

查詢在 18 ~ 30歲的用戶:

db.users.find({"age": {"$gte": 18, "$lte": 30} })

使用$in對單個鍵做OR查詢

db.raffle.find({"ticket_no" : {"$in" : [725,542,390]}})

使用$or可以對多個鍵做OR查詢。示例，找到 ticket_no 為 725或者winner為true的文檔：

db.raffle.find({"$or" : [{"ticket_no" : 725}, {"winner", true}]})

查詢數(shù)組

例如：數(shù)組是一個水果清單

db.food.insert({"fruit" : ["apple","banana","peach"]})

下面的查詢會匹配該文檔：

db.food.find({"fruit","banana"})

$all：通過多個元素來匹配數(shù)組。
找到既有 apple 又有 banana 的文檔：

db.food.find({fruit: {$all : ["apple","banana"]}})

$size用于查詢指定長度的數(shù)組。

db.food.find({fruit: {$size : 3}})

查詢內(nèi)嵌文檔

如果允許通常只針對內(nèi)嵌文檔的特定鍵值進(jìn)行查詢才是比較好的做法，這樣即便數(shù)據(jù)模式改變，也不會有太大問題。

我們可以使用"點表示法"查詢內(nèi)嵌的鍵：

db.people.find({"name.first" : "Joe", "name.last" : "Schome"})

"$where"查詢

"$where"子句可以執(zhí)行任意JavaScipt作為查詢的一部分。由了它的補(bǔ)充，使得查詢能做任何事情。

最典型的應(yīng)用就算比較文檔中的兩個鍵的值是否相等。

db.foo.find({"$where" : "function(){return this.x + this.y == 10; }" })

注意："$where"查詢在速度上要比其他常規(guī)查詢慢很多。

游標(biāo)

數(shù)據(jù)庫使用 游標(biāo) 來返回find的執(zhí)行結(jié)果。find返回的對象就是一個游標(biāo)。

游標(biāo)的方法：

• next()：獲取下一個結(jié)果
• hasNext()：檢查是否有后續(xù)結(jié)果存在
• limit()：限制結(jié)果數(shù)量
• skip()：忽略一定數(shù)量的結(jié)果
• sort()：對結(jié)果排序

幾乎所有的游標(biāo)的方法返回值也是游標(biāo)，這樣就可以組成方法鏈。

管理MongoDB

從命令行啟動MongoDB

直接執(zhí)行 mongod，即可簡單的啟動服務(wù)器。該命令還有很多可配置的啟動選項：

每個mongod進(jìn)程都需要獨立的數(shù)據(jù)目錄。當(dāng)mongod啟動時，會在數(shù)據(jù)目錄中創(chuàng)建mongod.lock文件，該文件用于防止其他mongod進(jìn)程使用該數(shù)據(jù)目錄。并且要給它們指定不同的端口號。

停止MongoDB

這里只介紹一個穩(wěn)妥的停止數(shù)據(jù)庫的方法：使用shutdown命令，{"shutdown" : 1}，這是管理命令，要在 admin 數(shù)據(jù)庫下使用。 MongoDB shell 提供了輔助函數(shù)，來簡化這一過程：

> use admin
switched to db admin
> db.shutdownServer();
server should be down...

學(xué)習(xí)資料

《MongoDB權(quán)威指南》
MongoDB 教程 - 菜鳥教程
官方手冊：The MongoDB Manual
MongoDB中文社區(qū)
MongoDB中文網(wǎng)
Mongodb最佳實踐-麥子學(xué)院
MongoDB基礎(chǔ)教程-慕課網(wǎng)課程
圖形工具： Robo 3T - formerly Robomongo — native MongoDB management tool (Admin UI)

來自于我的簡書：faner - 簡書