MongoDB入门：从零到精-EW帮帮网

一.什么是 MongoDB

MongoDB 是一个文档型数据库，数据以类似JSON 的文档形式存储。

MongoDB 的设计理念是为了应对大数据量、高性能和灵活性需求。

MongoDB使用集合(Collections)来组织文档(Documents)，每个文档都是由键值对组成的

MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成，文档类似于JSON 对象，字段值可以包含其他文档，数组及文档数组:

1.主要特点
        文档导向的存储:MongoDB 是一个面向文档的数据库，它以JSON-1ike 的格式存储数据，使得数据结构更加灵活和丰富。
        索引优化查询:MongoDB 允许用户为文档中的任意属性创建索引，例如FirstName 和Address，从而提高查询效率和排序性能。
        数据镜像与扩展性:通过本地或网络创建数据的副本，MongoDB 实现了强大的数据冗余和扩展能力。
        水平扩展与分片:面对增加的负载，MongoDB 可以通过分片技术将数据分布到计算机网络中的其他节点上，实现水平扩展。
        强大的查询语言:MongoDB 使用 JSON 格式的查询语法，支持复杂的查询表达式，包括对内嵌对象和数组的查询。
        数据更新:利用update()命令,MongoDB 能够替换整个文档或更新指定的数据字段
提供了灵活的数据更新方式。

        MapReduce 批量处理:MongoDB的 MapReduce 功能专为大规模数据处理和聚合操作设计，通过 Map 函数的 emit(key，value)调用和 Reduce 函数的逻辑处理，实现高效的数据汇总。
        MapReduce 脚本编写:Map 和 Reduce 函数使用 JavaScript 编写，可以通过db. runCommand或mapreduce 命令在 MongoDB 中执行。
        GridFs 大文件存储:GridFs 是 MongoDB 内置的功能，用于存储和检索大于 BSON 文档大小限制的文件，如图片和视频。
        服务端脚本执行:MongoDB 允许在服务端执行 JavaScript 脚本，提供了直接在服务端执行或存储函数定义以供后续调用的能力。
        多语言支持:MongoDB 提供了对多种编程语言的支持，包括但不限于RUBY、PYTHON、JAVA、C++、PHP 和C#。

概念解析2.MongoDB
不管我们学习什么数据库都应该学习其中的基础概念，在 MongoDB 中基本的概念是文档、集合、数据库，下面我们挨个介绍。
下表将帮助您更容易理解 MongoDB 中的一些概念:

SQL 术语/概念	MongoDB 术语/概念	解释/说明
database	database	数据库
table	collection	数据库表/集合
rOW	document	数据记录行/文档
column	field	数据字段/域
index	index	索引
table joins		表连接,MongoDB 不支持
primary key	primary key	主键,MongoDB 自动将_id 字段设置为主键

3.完整术语列表
        文档(Document):MongoDB 的基本数据单元，通常是一个JSON-1ike 的结构，可以包含多种数据类型。
        集合(Collection):类似于关系型数据库中的表，集合是一组文档的容器。在 MongoDB中，一个集合中的文档不需要有一个固定的模式。
        数据库(Database):包含一个或多个集合的 MongoDB 实例。
BSON:BinaryJSON的缩写，是MongoDB 用来存储和传输文档的二进制形式的JSON。
        索引(Index):用于优化查询性能的数据结构，可以基于集合中的一个或多个字段创建索引。
        分片(Sharding):一种分布数据到多个服务器(称为分片)的方法，用于处理大数据集和高吞吐量应用。
        副本集(Replica Set):一组维护相同数据集的 MongoDB 服务器，提供数据的冗余备份和高可用性。
        主节点(Primary):副本集中负责处理所有写入操作的服务器。
        从节点(Secondary):副本集中的服务器，用于读取数据和在主节点故障时接管为主节点。
        MongoDB Shell:MongoDB 提供的命令行界面，用于与 MongoDB 实例交互。
        聚合框架(Aggregation Framework):用于执行复杂的数据处理和聚合操作的一系列操作。
        Map-Reduce:一种编程模型，用于处理大量数据集的并行计算。
        GridFs:用于存储和检索大于 BSON 文档大小限制的文件的规范。

        0bjectId:MongoDB 为每个文档自动生成的唯一标识符。
        CRUD 操作:创建(Create)、读取(Read)、更新(Update)、删除(Delete)操作。
        事务(Transactions):从 MongoDB 4.0 开始支持，允许一组操作作为一个原子单元执行。
        操作符(0perators):用于查询和更新文档的特殊字段。
        连接(Join):MongoDB 允许在查询中使用 $lookup 操作符来实现类似 SQL 的连接操作。
        TTL(Time-To-Live):可以为集合中的某些字段设置 TTL，以自动删除旧数据。
        存储引擎(Storage Engine):MongoDB 用于数据存储和管理的底层技术，如WiredTiger和 MongoDB 的旧存储引擎 MMAPv1。
        MongoDB Compass:MongoDB 的图形界面工具，用于可视化和管理 MongoDB 数据
        MongoDB Atlas:MongoDB 提供的云服务，允许在云中托管MongoDB 数据库

二.MongoDB 安装
MongoDB 的安装过程简单直观，便于用户快速部署和使用。MongoDB 提供了 linux 各个发行版本 64 位的安装包，你可以在官网下载安装包。
安装前我们需要安装各个Linux平台依赖包。

解压安装包

将解压包拷贝到指定目录

MongoDB的可执行文件位于bin目录下，所以可以将其添加到PATH路径中

创建数据库目录
默认情况下 MongoDB 启动后会初始化以下两个目录:

数据存储目录:/var/lib/mongodb
日志文件目录:/var/log/mongodb

我们在启动前可以先创建这两个目录并设置当前用户有读写权限:

由于mongodb 依赖openss111，需要编译安装openss111

设置 openssl11的环境变量

接下来启动 Mongodb 服务:

看到以下信息，说明启动成功。

三.MongoDB Shell
MongoDB Shel1 是 MongoDB 提供的官方交互式界面,允许用户与 MongoDB 数据库进行交互、执行命令和操作数据库。
MongoDB Shell 是基于 JavaScript 的，允许用户直接在命令行或者脚本中使用 JavaScript 语言来操作 MongoDB 数据库。

1.安装 MongoDB Shell
解压安装包，将 bin 目录中 mongosh 二进制文件复制到 PATH 变量中列出的目录中,例如 /usr/local/bin:

2.验证 MongoDB Shel1
打开你的终端并使用 mongosh 命令连接到 MongoDB 服务器:

·mongosh:启动 MongoDB Shell 命令行工具。
·--host<hostname>:指定 MongoDB 服务器的主机名或 IP 地址。
·<hostname>:MongoDB 服务器的主机名(如 localhost)或IP 地址(如 127.0.0.1)。
·--port<port>:指定 MongoDB 服务器的端口号。
·<port>:MongoDB 服务器监听的端口号，默认端口是 27017。

四·数据库管理
1.查看数据库列表
要查看当前 MongoDB 实例中所有数据库的列表，可以使用 show dbs 命令:

要查看当前正在使用的数据库，可以使用db 命令:

2.创建数据库
        在 MongoDB 中，数据库的创建是一个简单的过程，当你首次向 MongoDB 中插入数据时如果数据库不存在，MongoDB 会自动创建它。
        我们只需选择一个数据库名称，并开始向其中插入文档即可。
        当你使用 use 命令来指定一个数据库时,如果该数据库不存在,MongoDB 将自动创建它。MongoDB 创建数据库的语法格式如下:

如果数据库不存在，则创建数据库，否则切换到指定数据库。
实例以下实例我们创建了数据库 runoob:

执行 use runoob 命令后，MongoDB 将创建名为 runoob 的新数据库。此时，你可以开始在这个数据库中创建集合和插入文档。
如果你想查看所有数据库，可以使用show dbs 命令:

可以看到，我们刚创建的数据库 runoob 并不在数据库的列表中，要显示它，我们需要向 runoob 数据库插入一些数据。

3.删除数据库
如果你需要删除数据库，可以使用 db.dropDatabase()方法:

实例

4.默认数据库
        MongoDB 中默认的数据库为 test，如果你没有创建新的数据库，数据将存放在 test数据库中。
        当您通过 shell 连接到 MongoDB 实例时，如果未使用 use 命令切换到其他数据库,则会默认使用 test 数据库。
        例如，在启动 MongoDB 实例并连接到 MongoDB shel1 后，如果您开始插入文档而未显式指定数据库，MongoDB 将默认使用 test 数据库。

5.系统内置数据库
是三个特殊的系统内置数据库在MongoDB中，admin、config和local

五·集合管理
1.查看集合
查看当前库已有集合，可以使用 showcollections或show tables 命令

2.创建集合
MongoDB 中使用createCollection()方法来创建集合

·name :要创建的集合名称，
·options:可选参数，指定有关内存大小及索引的选项。
options 可以是如下参数:

参数名	类型	描述	示例值
capped	布尔值	是否创建一个固定大小的集合。	true
size	数值	集合的最大大小(以字节为单位)。仅在capped 为 true 时有效。	10485760 (10MB)
maX	数值	集合中允许的最大文档数。仅在capped 为true 时有效。	5000
validator	对象	用于文档验证的表达式。	$jsonSchema:
validationLevel	字符串	指定文档验证的严格程度，'off":不进行验证。 strict":插入和更新操作都必须通过验证(默认)。moderate":仅现有文档更新时必须通过验证，插入新文档时不需要。	strict'
validationAction	字符串	指定文档验证失败时的操作。error":阻止插入或更新(默认)warn":允许插入或更新，但会发出警告。	error
storageEngine	对象	为集合指定存储引擎配置。	wiredTiger:

在插入文档时，MongoDB 首先检查固定集合的 size 字段，然后检査 max 字段。

使用这些选项创建一个集合的实例:

这个例子创建了一个集合，具有以下特性:
固定大小，最大 10MB，最多存储 5000个文档。必须是有效文档必须包含name和email 字段，其中name必须是字符串，emai1的电子邮件格式。验证级别为严格，验证失败将阻止插入或更新。使用 WiredTiger 存储引擎，指定块压缩器为 zstd。默认使用英语排序规则。

实例在 test 数据库中创建 runoob 集合:

3.更新集合名
在 MongoDB 中，不能直接通过命令来重命名集合。
MongoDB 可以使用 renameCollection 方法来来重命名集合。
renameCollection 命令的语法:

·renameCollection:要重命名的集合的完全限定名称(包括数据库名)。
·to:目标集合的完全限定名称(包括数据库名)。
·dropTarget(可选):布尔值。如果目标集合已经存在，是否除目标集合。默认值为false。

实例
假设你要将 test 数据库中的 oldCollection 重命名为 newCollection，可以按以下步骤进行:
1.确保已连接到 test 数据库

2.运行 renameCollection 命令

如果你要将集合重命名到另一个数据库，例如将 test 数据库中的 oldCollection 重命名为 production 数据库中的 newCollection，可以这样做:

4.删除集合
MongoDB 中使用 drop()方法来删除集合。drop()方法可以永久地从数据库中删除指定的集合及其所有文档,这是一个不可逆的操作,因此需要谨慎使用。

实例
在数据库 mydb 中，我们可以先通过
show collections
命令查看已存在的集合:

接着删除集合 kgc:

通过 show collections 再次査看数据库 mydb 中的集合:

六.文档操作
1.插入文档
文档的数据结构和 JSON 基本一样。所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。BSON是一种类似 JSON 的二进制形式的存储格式，是 Binary JSON 的简称。
常用的插入文档方法包括:

方法	用途	是否弃用
insertOne()	插入单个文档	否
insertMany(）	插入多个文档	否
insert（）	插入单个或多个文档	是
save (）	插入或更新文档	是

1、insertOne()
insertOne()方法用于在集合中插入单个文档。

·document:要捕入的中个又档。
·options(可选):一个可选参数对象，可以包含 writeConcern 和 bypassDocumentValidation 等。

返回结果:

2、insertMany()
insertMany()方法用于在集合中插入多个文档

·documents:要插入的文档数组。
·options(可选):一个可选参数对象，可以包含 ordered、writeConcern 和 bypassDocumentValidation等。

返回结果:

2.查询文档
MongoDB 查询文档使用find()、find0ne()方法。
2.1 find()方法
find()方法以非结构化的方式来显示所有文档。
MongoDB 查询数据的语法格式如下

查找所有文档

按条件查找文档:

说明:
$gt 是MongoDB 的比较操作符，表示"大于"(Greater Than)这个条件的作用是筛选出 age 字段值大于 25 的文档。
类似的其他比较操作符:

按条件查找文档，并只返回指定字段:

说明:
{name:1，age:1，id:0}-投影(Projection)
用于控制返回的字段(类似 SQL中的 SELECT语句):1 表示包含该字段，0 表示排除该字段。1 表示包含该字段，0表示排除该字段。例如 id:0 表示排除默认返回的 id 字段。所以最终返回的文档仅包含 name 和 age 字段。
如果你需要以易读的方式来读取数据，可以使用 pretty()方法，语法格式如下: