MongoDB快速入门（上）

随着大数据时代的到来，数据急速增长，导致关系型数据库（SQL）越来越不够用。高性能、可扩展的数据库变得越来越重要起来，在这样的场景下，非关系型数据库（NoSQL）应运而生，这里的“NoSQL”不是“NoSQL（不是SQL）”，而是“Not only SQL（不仅是SQL）”的简称。2009年，分布式文档型数据库MongoDB引发了一场去SQL的浪潮。

1.1 非关系型数据库的分类及特点非关系型数据库主要分为以下几类

• 1．键值数据库

主要代表是Redis、Flare。这类数据库具有极高的读写性能，用于处理大量数据的高访问负载比较合适。

• 2．文档型数据库

主要代表是MongoDB、CouchDB。

这类数据库满足了海量数据的存储和访问需求，同时对字段要求不严格，可以随意地增加、删除、修改字段，且不需要预先定义表结构，所以适用于各种网络应用。

• 3．列存储数据库

主要代表是Cassandra、Hbase。这类数据库查找速度快，可扩展性强，适合用作分布式文件存储系统。

• 4．图数据库

主要代表是InfoGrid、Neo4J。这类数据库利用“图结构”的相关算法，适合用于构建社交网络和推荐系统的关系图谱。

1.2 MongoDB适合做什么

MongoDB适合储存大量关联性不强的数据。MongoDB中的数据以“库”—“集合”—“文档”—“字段”结构进行储存。这种结构咋看和传统关系型数据库的“库”—“表”—“行”—“列”结构非常像。但是，MongoDB不需要预先定义表结构，数据的字段可以任意变动，并发写入速度也远远超过传统关系型数据库。

1.3 从文件到MongoDB数据库

对于少量数据，可以使用“记事本”程序来保存。但如果需要对数据进行计算，那么记事本显然就不能胜任了。此时可以考虑 Excel。还可以使用Excel 的数据透视表来统计数据，如图所示。

Excel的一张表可以存放100万行左右的数据，那如果每天的数据都超过100万行呢？此时就不得不使用数据库来保存了。

使用MongoDB保存数据使用数据库，可以保存大量的数据，这是数据库最基本的功能。另外，数据库还能够对数据进行逻辑运算、数学运算、搜索、批量修改或删除。相比于传统的关系型数据库，MongoDB对于每一次插入的字段格式没有要求，字段可以随意变动，字段类型也可以随意变动，如图所示。

MongoDB可以并发插入上万条文档，这是传统关系型数据库所不能望其项背的。

2 MongoDB快速入门

会介绍MongoDB的安装和基本语法。另外，介绍在图形化管理工具Robo 3T中操作MongoDB，以及使用Python操作MongoDB的方法

MongoDB的语法与Python非常相似。在很多情况下，操作MongoDB的代码都可以直接用到Python中。所以，结合Python来学习MongoDB可以起到事半功倍的效果

1.1 MongoDB和SQL术语对比

SQL与MongoDB术语对比见

1.2  安装MongoDB

1.2.1 在Windows中安装

• （1）访问 MongoDB 官网的下载页面（https://www.mongodb.com/download-center?jmp=nav#community），单击“DOWNLOAD(msi)”按钮。

• （2）双击下载的文件（如无特殊说明，只需要一直单击“Next”按钮即可）。在安装过程中将会看到如图所示的界面选择安装方式，这里单击“Custom”按钮。

• （3）修改文件的安装路径到 D:\MongoDB\Server\，单击“Next”按钮进行安装，如图所示。

• （4）安装完成以后，进入D:\MongoDB\Server\4.2\bin，可以看到如图所示的内容,配置文件为mongod.cfg

• （5）日志路径为D:\MongoDB\Server\4.2\log

正常安装完成之后，mongodb已经注册到服务，并已正常运行，后续的启停都在这里管理

1.2.2 在Linux中安装

由于 Linux 有众多的发行版，不同发行版本有不同的包管理工具，所以在各个发行版本中安装MongoDB的命令可能会有一些差异。本文以Centos7.6为例，来说明如何安装MongoDB。

1.配置MongoDB的yum源

创建yum源文件

添加以下内容：（我们这里使用阿里云的源,安装的是4.25版本）

[root@localhost ]# cd /etc/yum.repos.d
[root@localhost yum.repos.d]# vim mongodb-org-4.2.repo
[mngodb-org]
name=MongoDB Repository
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/mongodb/yum/redhat/7Server/mongodb-org/4.2/x86_64/
gpgcheck=0
enabled=1

这里可以修改 gpgcheck=0, 省去gpg验证

安装之前先更新所有包 ：

[root@localhost yum.repos.d]# yum update

2.安装MongoDB

安装命令：

[root@localhost yum.repos.d]# yum -y install mongodb-org

安装完成后

查看mongo安装位置 whereis mongod

[root@localhost yum.repos.d]# whereis mongod
mongod: /usr/bin/mongod /etc/mongod.conf /usr/share/man/man1/mongod.1

查看修改配置文件 ：vim /etc/mongod.conf

bindIp: 172.0.0.1 改为 bindIp: 0.0.0.0

（注意冒号与ip之间需要一个空格）

[root@localhost yum.repos.d]# cat /etc/mongod.conf
# mongod.conf
# for documentation of all options, see:
#   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
# where to write logging data.
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
# Where and how to store data.
storage:
  dbPath: /var/lib/mongo
  journal:
    enabled: true
#  engine:
#  wiredTiger:
# how the process runs
processManagement:
  fork: true  # fork and run in background
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid  # location of pidfile
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
# network interfaces
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
#security:
#operationProfiling:
#replication:
#sharding:
## Enterprise-Only Options
#auditLog:
#snmp:

3.启动MongoDB

启动mongodb ：systemctl start mongod.service

停止mongodb ：systemctl stop mongod.service

查到mongodb的状态：systemctl status mongod.service

设置开启自启动：systemctl enable mongod.service

[root@localhost yum.repos.d]# systemctl status mongod.service
● mongod.service - MongoDB Database Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/mongod.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since Sat 2020-04-04 16:01:31 CST; 8s ago
     Docs: https://docs.mongodb.org/manual
  Process: 5492 ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS (code=exited, status=0/SUCCESS)
  Process: 5488 ExecStartPre=/usr/bin/chmod 0755 /var/run/mongodb (code=exited, status=0/SUCCESS)
  Process: 5485 ExecStartPre=/usr/bin/chown mongod:mongod /var/run/mongodb (code=exited, status=0/SUCCESS)
  Process: 5481 ExecStartPre=/usr/bin/mkdir -p /var/run/mongodb (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 5495 (mongod)
   CGroup: /system.slice/mongod.service
           └─5495 /usr/bin/mongod -f /etc/mongod.conf
Apr 04 16:01:30 localhost.localdomain systemd[1]: Starting MongoDB Database Server...
Apr 04 16:01:30 localhost.localdomain mongod[5492]: about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
Apr 04 16:01:30 localhost.localdomain mongod[5492]: forked process: 5495
Apr 04 16:01:31 localhost.localdomain mongod[5492]: child process started successfully, parent exiting
Apr 04 16:01:31 localhost.localdomain systemd[1]: Started MongoDB Database Server.

4.外网访问需要关闭防火墙

CentOS 7.0默认使用的是firewall作为防火墙，这里改为iptables防火墙。

关闭firewall：

systemctl stop firewalld.service #停止firewall
systemctl disable firewalld.service #禁止firewall开机启动
vim /etc/sysconfig/iptables
iptables文件添加
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 27017 -j ACCEPT
（注意：-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 27017 -j ACCEPT要加在-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited之前，不然启动无效）

3 MongoDB的图形化管理软件——Robo 3T

MongoDB虽然自带了一个终端环境下的客户端，但是操作起来比较繁琐，数据显示也不够直观，因此需要使用一个图形界面管理软件来提高MongoDB数据的可读性。

3.1 安装

Robo 3T是一个跨平台的MongoDB管理工具，采用图形界面查询或者修改MongoDB。Robo 3T的下载地址为：https://robomongo.org/download。在下载页面中可以看到另一个叫作 Studio 3T 的软件，它是一个功能更加强大的MongoDB图形化管理软件，但它是一个商业软件，需要收费，而Robo 3T是开源软件并且免费，它的功能足够应付本书的所有应用场景，因此本文选择使用Robo 3T。

• （1）安装Robo 3T的安装没有任何需要特别说明的地方，和安装普通软件一样简单

• （2）第一次成功启动Robot 3T时，会看到一个用户协议，如图所示，勾选“我接受”按钮

• （3）选择需要安装的路径，然后点击安装即可

• （4）在下一个界面中添加名字公司之类的信息，可以直接忽略，单击“完成”按钮跳过即可

3.2 用Robo 3T连接MongoDB

• （1）打开Robo 3T，看到如图所示对话框，单击左上角“Create”链接。

• （2）弹出如图所示对话框。如果MongoDB就在本地电脑中运行，则只需在“Name”栏中填写一个名字，其他地方不需要修改，然后直接单击“Save”按钮

• （3）保存回到界面后，单击“Connect”按钮就可以连接MongoDB了

3.3 认识Robo 3T的界面

Robo 3T的主界面如图所示。重点关注A、B、C三个区域

• 数据库列表区（后简称A区域），用于选择数据库和集合。
• 数据展示区（后简称B区域），用于显示数据。
• 命令执行区（后简称C区域），用于编写MongoDB代码。

在A区域中，单击数据库图标左边的箭头，展开数据库；单击“Collections”左边的箭头，展开集合。双击集合的名字，则B区域和C区域发生相应的变化。