MongoDB（1）： 安裝與配置及簡介

一.簡介

  MongoDB一種非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(NoSql)，是一種強(qiáng)大、靈活、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲方式，因?yàn)镸ongoDB是文檔模型，自由靈活很高，可以讓你在開發(fā)過程中暢順無比，對于大數(shù)據(jù)量、高并發(fā)、弱事務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，MongoDB可以應(yīng)對自如，MongoDB內(nèi)置的水平擴(kuò)展機(jī)制提供了從百萬到十億級別的數(shù)據(jù)量處理能力，還對MapReduce式聚合的支持,以及對地理空間索引的支持。

1.1、為什么需要NoSQL

簡單的說，就是為了解決在web2.0時代，出現(xiàn)的三高要求：

 1：對數(shù)據(jù)庫高并發(fā)讀寫的需求

 2：對海量數(shù)據(jù)的高效率存儲和訪問的需求

 3：對數(shù)據(jù)庫的高可擴(kuò)展性和高可用性的需求

而RDB（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）里面的一些特性，在web2.0里面往往變得不那么重要，比如：

 1：數(shù)據(jù)庫事務(wù)一致性

 2：數(shù)據(jù)庫的實(shí)時讀寫

 3：復(fù)雜的SQL查詢，特別是多表關(guān)聯(lián)查詢

1.2、CAP定理

CAP定理, 又被稱作布魯爾定理（Eric Brewer）它指出對于一個分布式計(jì)算系統(tǒng)來說，不可能同時滿足以下三點(diǎn):

 1：強(qiáng)一致性(Consistency)：系統(tǒng)在執(zhí)行過某項(xiàng)操作后仍然處于一致的，在分布式系統(tǒng)中，更新操作執(zhí)行成功后所有的用戶都應(yīng)該讀取到最新的值，這樣的系統(tǒng)被認(rèn)為具有強(qiáng)一致性

 2：可用性(Availability)：每一個操作總是能夠在一定的時間內(nèi)返回結(jié)果

 3：分區(qū)容錯性(Partition tolerance)：系統(tǒng)在存在網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的情況下仍然可以接受請求并處理，這里網(wǎng)絡(luò)分區(qū)是指由于某種原因網(wǎng)絡(luò)被分成若干個孤立區(qū)域，而區(qū)域之間互不相通

根據(jù)CAP原理將數(shù)據(jù)庫分成了滿足CA原則、滿足CP原則和滿足AP原則三大類：

 1：CA：單點(diǎn)集群，滿足一致性，可用性，通常在可擴(kuò)展性上不太強(qiáng)大，比如RDB

 2：CP：滿足一致性和分區(qū)容錯性，通常性能不是特別高，如分布式數(shù)據(jù)庫

 3：AP：滿足可用性和分區(qū)容錯性，通?？赡軐σ恢滦砸蟮鸵恍?，如大多數(shù)的NoSQL

BASE原理（Basically Available，Soft-state，Eventual consistency ）

 1：基本可用（Basically Available）：系統(tǒng)能夠基本運(yùn)行、一直提供服務(wù)。

 2：軟狀態(tài)（Soft-state）：系統(tǒng)不要求一直保持強(qiáng)一致狀態(tài)。

 3：最終一致性（Eventual consistency）：系統(tǒng)需要在某一時刻后達(dá)到一致性要求

1.3、NoSQL的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

 1、擴(kuò)展簡單方便，尤其是水平橫向擴(kuò)展

  （縱向擴(kuò)展是指用更強(qiáng)的機(jī)器；橫向擴(kuò)展是指把數(shù)據(jù)分散到多個機(jī)器）

 2、讀寫快速高效，多數(shù)都會映射到內(nèi)存操作

 3、成本低廉，用普通機(jī)器，分布式集群即可

 4、數(shù)據(jù)模型靈活，沒有固定的數(shù)據(jù)模型

NoSQL的缺點(diǎn)

 不提供對SQL的支持

 現(xiàn)有產(chǎn)品還不夠成熟穩(wěn)定，功能也還有待加強(qiáng)

1.4、mongodb的特點(diǎn)

高性能、易于使用、易于擴(kuò)展、功能豐富

面向集合存儲，模式自由

支持動態(tài)查詢，支持javascript表達(dá)式查詢

支持完全索引，包含內(nèi)部對象

支持復(fù)制和故障恢復(fù)

支持副本集復(fù)制和自動故障恢復(fù)

自動處理分片

使用高效的二進(jìn)制數(shù)據(jù)儲存，包括大型對象

文件存儲格式為BSON（一種JSON的擴(kuò)展）

二.基本概念

數(shù)據(jù)庫

 MongoDB的一個實(shí)例可以擁有一個或多個相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，每個數(shù)據(jù)庫都有自己的集合

文檔（document）：是MongoDB中數(shù)據(jù)的基本單元

非常類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的行（但是比行要復(fù)雜的多）

注意：

每一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，相當(dāng)于關(guān)

系數(shù)據(jù)庫中的表的主鍵

集合（collection）：就是一組文檔

類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的表

_id

  每個文檔都有個特殊的“_id”，在文檔所屬集合中是唯一的

JavaScript shell

  MongoDB自帶了一個功能強(qiáng)大的JavaScript Shell，可以用于管理或操作MongoDB

MongoDB的單個計(jì)算機(jī)可以容納多個獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，每一個數(shù)據(jù)庫都有自己的集合和權(quán)限。

MongoDB自帶簡介但功能強(qiáng)大的JavaScript shell，這個工具對于管理MongoDB實(shí)例和操作數(shù)據(jù)作用非常大

注意：MongoDB中沒有主外鍵的概念

三.規(guī)則與數(shù)據(jù)類型

3.1、數(shù)據(jù)庫名稱定義規(guī)則

1、不能是空串

2、不得含有/、\、？、$、空格、空字符等等，基本只能使用ASCII中的字母和數(shù)字

3、區(qū)分大小寫，建議全部小寫

4、最多為64字節(jié)

5、不得使用保留的數(shù)據(jù)庫名，比如：admin，local，config

注意：數(shù)據(jù)庫最終會成為文件，數(shù)據(jù)庫名就是文件的名稱

3.2、集合名稱定義規(guī)則

1、不能是空串

2、不能包含\0字符（空字符），這個字符表示集合名的結(jié)束，也不能包含”$”

3、不能以”system.”開頭，這是為系統(tǒng)集合保留的前綴

3.3、文檔的鍵的定義規(guī)則

1、不能包含\0字符（空字符），這個字符表示鍵的結(jié)束

2、“.”和“$”是被保留的，只能在特定環(huán)境下用

3、區(qū)分類型，同時也區(qū)分大小寫

4、鍵不能重復(fù)

注意：文檔的鍵值對是有順序的，相同的鍵值對如果有不同順序的話，也是不同的文檔

3.4、數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型                描述                                     舉例

null              表示空值或者未定義的對象                              {"x":null}

布爾值            真或者假：true或者false                               {"x":true}

32位整數(shù)            shell不支持該類型，默認(rèn)會轉(zhuǎn)換成64位浮點(diǎn)數(shù)，也可以使用NumberInt類，比如：     {“x”:NumberInt(“3”)}

64位整數(shù)            shell不支持該類型，默認(rèn)會轉(zhuǎn)換成64位浮點(diǎn)數(shù),也可以使用NumberLong類，比如：     {“x”:NumberLong(“3”)}

64位浮點(diǎn)數(shù)          shell中的數(shù)字就是這一種類型                             {"x"：3.14，"y"：3}

字符串            UTF-8字符串                                     {"foo":"bar"}

符號             shell不支持，shell會將數(shù)據(jù)庫中的符號類型的數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換成字符串

對象id             文檔的12字節(jié)的唯一id                               {"id": ObjectId()}

日期             從標(biāo)準(zhǔn)紀(jì)元開始的毫秒數(shù)                               {"date":new Date()}

正則表達(dá)式          文檔中可以包含正則表達(dá)式，遵循JavaScript的語法                  {"foo":/foobar/i}

代碼             文檔中可以包含JavaScript代碼                            {"x"：function() {}}

未定義             undefined                                    {"x"：undefined}

數(shù)組             值的集合或者列表                                 {"arr": ["a","b"]}

內(nèi)嵌文檔           文檔可以作為文檔中某個key的value                          {"x":{"foo":"bar"}}