MongoDB 介绍与部署

MongoDB 的 Schema-less（无模式）特性

MongoDB 不需要提前定义表结构（Schema），可以存储不同结构的文档（JSON/BSON），这与传统的 SQL 关系型数据库（RDBMS）有很大不同。

1. MongoDB 的无模式特性

在 MongoDB 中：

• 每个 集合（Collection） 类似于 SQL 的表（Table）。
• 但集合中的 文档（Document）（类似于 SQL 的行 Row）可以有 不同的字段（Columns），无需固定结构。
• 你可以向同一个集合中插入不同结构的数据，MongoDB 会自动处理这些数据。

示例：MongoDB 允许不同结构的数据

// 同一个集合（people），但结构不同
{ "name": "Alice", "age": 25 }
{ "name": "Bob", "age": 30, "email": "bob@example.com" }
{ "name": "Charlie", "age": 28, "address": "New York", "phone": "123456789" }

这里：

• Alice 只有 name 和 age
• Bob 额外有 email
• Charlie 额外有 address 和 phone

MongoDB 不会报错，而 SQL 关系数据库（如 MySQL、PostgreSQL）要求所有记录（Row）遵循相同的列结构，否则会导致插入失败。

2. MongoDB vs SQL：结构对比

3. MongoDB 与 SQL 主要不同点

插入数据

MongoDB

可以向同一个集合（Collection）中插入不同结构的文档：

from pymongo import MongoClient

client = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
db = client["testdb"]
collection = db["people"]

# 插入不同结构的数据
collection.insert_one({"name": "Alice", "age": 25})
collection.insert_one({"name": "Bob", "age": 30, "email": "bob@example.com"})
collection.insert_one({"name": "Charlie", "age": 28, "address": "New York"})

# 查询所有数据
for doc in collection.find():
    print(doc)

特点：

• 无需创建表结构
• 不同文档的字段可以不同
• 直接插入数据，MongoDB 会自动存储

SQL（MySQL 示例）

CREATE TABLE people (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    age INT NOT NULL,
    email VARCHAR(255),
    address VARCHAR(255)
);

INSERT INTO people (name, age) VALUES ('Alice', 25);
INSERT INTO people (name, age, email) VALUES ('Bob', 30, 'bob@example.com');
INSERT INTO people (name, age, address) VALUES ('Charlie', 28, 'New York');

特点：

• 必须 先定义表结构（CREATE TABLE）
• 插入数据时，必须符合表的字段
• 不能动态增加字段，除非 ALTER TABLE

数据查询

MongoDB

# 查询 name 为 "Alice" 的人
result = collection.find_one({"name": "Alice"})
print(result)

使用 JSON/BSON 格式查询

SQL

SELECT * FROM people WHERE name = 'Alice';

如果字段不存在（例如 phone），需要 ALTER TABLE 添加

结构变化的影响

MongoDB

如果需要给某些文档增加 phone 字段，可以直接更新：

collection.update_one({"name": "Alice"}, {"$set": {"phone": "123456789"}})

MongoDB 允许文档的字段动态增加，不影响已有数据。

SQL

如果想给 people 表增加 phone 字段：

ALTER TABLE people ADD COLUMN phone VARCHAR(20);

SQL 需要修改整个表结构，否则无法存储新的字段。

4. 什么时候选择 MongoDB？什么时候选择 SQL？

适合 MongoDB 的场景

• 数据结构不固定，经常变化（如电商商品、社交媒体动态）
• 高并发读写，需要快速查询和写入（如日志、IoT 设备数据）
• 海量数据存储，需要水平扩展（如大数据分析）
• JSON 格式存储需求，适用于 RESTful API

适合 SQL 关系数据库的场景

• 数据结构固定，表结构清晰（如银行系统、ERP）
• 强事务支持（ACID）（如金融支付系统）
• 复杂的多表 JOIN 查询（如关系紧密的数据管理）

5. 结论

MongoDB 更适合灵活性高、数据结构多变的场景，而 SQL 关系数据库更适合结构清晰、事务要求严格的应用。

MongoDB 环境部署

1. 安装 MongoDB

Ubuntu / Debian

sudo apt update
sudo apt install -y mongodb

CentOS / RHEL

sudo yum install -y mongodb-org

Windows

1. 前往 MongoDB 官网 下载安装包
2. 安装后，确保 MongoDB 在系统可用：

mongod --version

2. 启动 MongoDB

sudo systemctl start mongod
sudo systemctl enable mongod

确保 MongoDB 成功启动：

sudo systemctl status mongod

3. 初始化 MongoDB

MongoDB 需要预先定义数据库文件夹，可以手动创建并在配置文件中修改，也可以按照默认的文件夹路径。

如果需要定制数据目录，可以修改配置文件 /etc/mongod.conf：

storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb
systemLog:
  destination: file
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
  logAppend: true

修改配置后，重启 MongoDB：

sudo systemctl restart mongod

[!TIP]

有时可能会遇到文件权限问题，可以首先手动启动数据库 mongod 查看报错信息。如果实在不行可以修改守护进程配置文件，将启动命令的配置删除。--config /etc/mongod.conf

MongoDB 常用操作

1. 连接 MongoDB

在终端输入：

mongosh

如果 MongoDB 运行在非默认端口，可以指定服务器与端口：

mongosh --host <hostname>:<port>

2. 查看环境信息

# 查看当前数据库
show dbs

# 切换到指定数据库
use <database_name>

# 查看当前集合
show collections

3. 数据操作

# 查询所有文档
db.<collection_name>.find()

# 插入文档
db.<collection_name>.insertOne({"name": "Alice", "age": 25})

# 更新文档
db.<collection_name>.updateOne({"name": "Alice"}, {"$set": {"age": 26}})

# 删除文档
db.<collection_name>.deleteOne({"name": "Alice"})

4. 退出 MongoDB 命令行

quit()
exit