IT工程師數位筆記本

什么是MongoDB

MongoDB 是由C++語言編寫的，是一個基于分布式文件存儲的開源數據庫系統。
在高負載的情況下，添加更多的節點，可以保證服務器性能。
MongoDB 旨在為WEB應用提供可擴展的高性能數據存儲解決方案。
MongoDB 將數據存儲為一個文檔，數據結構由鍵值(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，數組及文檔數組。

主要特點

• MongoDB的提供了一個面向文檔存儲，操作起來比較簡單和容易。
• 你可以在MongoDB記錄中設置任何屬性的索引 (如：FirstName="Sameer",Address="8 Gandhi Road")來實現更快的排序。
• 你可以通過本地或者網絡創建數據鏡像，這使得MongoDB有更強的擴展性。
• 如果負載的增加（需要更多的存儲空間和更強的處理能力） ，它可以分布在計算機網絡中的其他節點上這就是所謂的分片。
• Mongo支持豐富的查詢表達式。查詢指令使用JSON形式的標記，可輕易查詢文檔中內嵌的對象及數組。
• MongoDb 使用update()命令可以實現替換完成的文檔（數據）或者一些指定的數據字段 。
• Mongodb中的Map/reduce主要是用來對數據進行批量處理和聚合操作。
• Map和Reduce。Map函數調用emit(key,value)遍歷集合中所有的記錄，將key與value傳給Reduce函數進行處理。
• Map函數和Reduce函數是使用Javascript編寫的，并可以通過db.runCommand或mapreduce命令來執行MapReduce操作。
• GridFS是MongoDB中的一個內置功能，可以用于存放大量小文件。
• MongoDB允許在服務端執行腳本，可以用Javascript編寫某個函數，直接在服務端執行，也可以把函數的定義存儲在服務端，下次直接調用即可。
• MongoDB支持各種編程語言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多種語言。
• MongoDB安裝簡單。

MongoDB后臺管理 Shell

如果你需要進入 MongoDB 后臺管理，你需要先打開 mongodb 裝目錄的下的 bin 目錄，然后執行 mongo.exe 文件，MongoDB Shell是 MongoDB 自帶的交互式 Javascript shell ,用來對 MongoDB 進行操作和管理的交互式環境。
當你進入mongoDB后臺后，它默認會鏈接到 test 文檔（數據庫）：

> mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
……

由于它是一個JavaScript shell，您可以運行一些簡單的算術運算:

> 2 + 2
4
>

db 命令用于查看當前操作的文檔（數據庫）：

> db
test
>

插入一些簡單的記錄并查找它：

> db.runoob.insert({x:10})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.runoob.find()
{ "_id" : ObjectId("5604ff74a274a611b0c990aa"), "x" : 10 }
>

第一個命令將數字 10 插入到 runoob 集合的 x 字段中。

MongoDB概念解析

數據庫

一個 mongodb 中可以建立多個數據庫。
MongoDB 的默認數據庫為"db"，該數據庫存儲在data目錄中。
MongoDB 的單個實例可以容納多個獨立的數據庫，每一個都有自己的集合和權限，不同的數據庫也放置在不同的文件中。
數據庫也通過名字來標識。數據庫名可以是滿足以下條件的任意UTF-8字符串。

• 不能是空字符串（"")。
• 不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
• 應全部小寫。
• 最多64字節。

有一些數據庫名是保留的，可以直接訪問這些有特殊作用的數據庫。

• admin：從權限的角度來看，這是"root"數據庫。要是將一個用戶添加到這個數據庫，這個用戶自動繼承所有數據庫的權限。一些特定的服務器端命令也只能從這個數據庫運行，比如列出所有的數據庫或者關閉服務器。
• local：這個數據永遠不會被復制，可以用來存儲限于本地單臺服務器的任意集合。
• config：當 Mongo 用于分片設置時，config數據庫在內部使用，用于保存分片的相關信息。

文檔

文檔是一個鍵值( key-value )對(即 BSON )。MongoDB 的文檔不需要設置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的數據類型，這與關系型數據庫有很大的區別，也是 MongoDB 非常突出的特點。

一個簡單的文檔例子如下：

{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鳥教程"}

下表列出了 RDBMS 與 MongoDB 對應的術語：

需要注意的是：

1. 文檔中的鍵/值對是有序的。
2. 文檔中的值不僅可以是在雙引號里面的字符串，還可以是其他幾種數據類型（甚至可以是整個嵌入的文檔)。
3. MongoDB 區分類型和大小寫。
4. MongoDB 的文檔不能有重復的鍵。
5. 文檔的鍵是字符串。除了少數例外情況，鍵可以使用任意UTF-8字符。

文檔鍵命名規范：

• 鍵不能含有 \0 (空字符)。這個字符用來表示鍵的結尾。
• . 和 $ 有特別的意義，只有在特定環境下才能使用。
• 以下劃線 _ 開頭的鍵是保留的(不是嚴格要求的)。

集合

集合就是 MongoDB 文檔組，類似于 RDBMS （關系數據庫管理系統：Relational Database Management System)中的表格。
集合存在于數據庫中，集合沒有固定的結構，這意味著你在對集合可以插入不同格式和類型的數據，但通常情況下我們插入集合的數據都會有一定的關聯性。
比如，我們可以將以下不同數據結構的文檔插入到集合中：

{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
{"site":"www.runoob.com","name":"菜鳥教程","num":5}

當第一個文檔插入時，集合就會被創建。

合法的集合名

• 集合名不能是空字符串""。
• 集合名不能含有\0字符（空字符)，這個字符表示集合名的結尾。
• 集合名不能以"system."開頭，這是為系統集合保留的前綴。
• 用戶創建的集合名字不能含有保留字符。有些驅動程序的確支持在集合名里面包含，這是因為某些系統生成的集合中包含該字符。除非你要訪問這種系統創建的集合，否則千萬不要在名字里出現$。　

如下實例：

db.col.findOne()

capped collections

Capped collections 就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及隊列過期的特性(過期按照插入的順序). 有點和 "RRD" 概念類似。
Capped collections是高性能自動的維護對象的插入順序。它非常適合類似記錄日志的功能 和標準的collection不同，你必須要顯式的創建一個capped collection， 指定一個collection的大小，單位是字節。collection的數據存儲空間值提前分配的。
要注意的是指定的存儲大小包含了數據庫的頭信息。

db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})

• 在capped collection中，你能添加新的對象。
• 能進行更新，然而，對象不會增加存儲空間。如果增加，更新就會失敗 。
• 數據庫不允許進行刪除。使用drop()方法刪除collection所有的行。
• 注意: 刪除之后，你必須顯式的重新創建這個collection。
• 在32bit機器中，capped collection最大存儲為1e9( 1X109)個字節。

元數據

數據庫的信息是存儲在集合中。它們使用了系統的命名空間：

dbname.system.*

在 MongoDB 數據庫中名字空間 <dbname>.system.* 是包含多種系統信息的特殊集合(Collection)，如下:

對于修改系統集合中的對象有如下限制。
在 {{system.indexes}} 插入數據，可以創建索引。但除此之外該表信息是不可變的(特殊的drop index命令將自動更新相關信息)。
{{system.users}} 是可修改的。 {{system.profile}} 是可刪除的。

MongoDB 數據類型

下表為MongoDB中常用的幾種數據類型。

參考

MongoDB中文文檔
菜鳥教程