1.简介

NOSQL

NoSQL，指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写，是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。（例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据）。这些类型的数据存储不需要固定的模式，无需多余操作就可以横向扩展。

为什么使用NoSQL ?

今天我们可以通过第三方平台（如：Google,Facebook等）可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息，社交网络，地理位置，用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。我们如果要对这些用户数据进行挖掘，那SQL数据库已经不适合这些应用了, NoSQL 数据库的发展却能很好的处理这些大的数据

CAP定理

在计算机科学中, CAP定理（CAP theorem）, 又被称作 布鲁尔定理（Brewer’s theorem）, 它指出对于一个分布式计算系统来说，不可能同时满足以下三点:

一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)

可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)

分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)CAP理论的核心是：一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个

因此，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类：

CA - 单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大

CP - 满足一致性，分区容忍性的系统，通常性能不是特别高

AP - 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些

NoSQL的优点/缺点

优点:

高可扩展性

分布式计算

低成本

架构的灵活性，半结构化数据

没有复杂的关系

缺点:

没有标准化

有限的查询功能（到目前为止）

最终一致是不直观的程序

MongoDB简介

MongoDB 是由C++语言编写的，是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。

在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。

MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 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。

2.Windows安装

MongoDB官方下载地址

下载 .msi 文件，下载后双击该文件，按操作提示安装即可。

安装过程中，你可以通过点击 “Custom(自定义)” 按钮来设置你的安装目录。

下一步安装 “install mongoDB compass” 不勾选（当然你也可以选择安装它，可能需要更久的安装时间）

连接MongoDB

我们可以在命令窗口中运行 mongo.exe 命令即可连接上 MongoDB，执行如下命令：

D:\CStools\MongoDB\bin>mongo.exe
MongoDB shell version v4.4.13
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017/?compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("065d1e32-aeea-4bd9-beee-9af2d2a4510d") }
MongoDB server version: 4.4.13
Welcome to the MongoDB shell.
For interactive help, type "help".
For more comprehensive documentation, see
        https://docs.mongodb.com/
Questions? Try the MongoDB Developer Community Forums
        https://community.mongodb.com
---
The server generated these startup warnings when booting:
        2022-04-06T13:29:51.708+08:00: Access control is not enabled for the database. Read and write access to data and configuration is unrestricted
---
---
        Enable MongoDB's free cloud-based monitoring service, which will then receive and display
        metrics about your deployment (disk utilization, CPU, operation statistics, etc).
        The monitoring data will be available on a MongoDB website with a unique URL accessible to you
        and anyone you share the URL with. MongoDB may use this information to make product
        improvements and to suggest MongoDB products and deployment options to you.
        To enable free monitoring, run the following command: db.enableFreeMonitoring()
        To permanently disable this reminder, run the following command: db.disableFreeMonitoring()
---
>

3.MongoDB 概念解析

通过下图实例，我们也可以更直观的了解Mongo中的一些概念：

数据类型

ObjectId

bjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：

前 4 个字节表示创建 unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时

接下来的 3 个字节是机器标识码

紧接的两个字节由进程 id 组成 PID

最后三个字节是随机数

MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象

时间戳

BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 MongoDB 内部使用，与普通的 日期 类型不相关。 时间戳值是一个 64 位的值。其中：

前32位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）

后32位是在某秒中操作的一个递增的序数

在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。

在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。

BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。

日期

表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。

> var mydata1 = new Date()
> mydata1
ISODate("2022-04-06T05:45:57.781Z")
> typeof mydata1
object

> var mydata0 = ISODate()
> mydata0
ISODate("2022-04-06T05:47:09.518Z")
> typeof mydata0
object

4.MongoDB连接

标准 URI 连接语法：

mongodb://[username:password@]host1[:port1][,host2[:port2],...[,hostN[:portN]]][/[database][?options]]

mongodb:// 这是固定的格式，必须要指定。

username:password@ 可选项，如果设置，在连接数据库服务器之后，驱动都会尝试登录这个数据库

host1 必须的指定至少一个host, host1是这个URI唯一要填写的。它指定了要连接服务器的地址。如果要连接复制集，请指定多个主机地址。

portX 可选的指定端口，如果不填，默认为27017

/database 如果指定username:password@，连接并验证登录指定数据库。若不指定，默认打开 test 数据库。

?options是连接选项。如果不使用/database，则前面需要加上/。所有连接选项都是键值对name=value，键值对之间通过&或;（分号）隔开

实例

连接本地数据库服务器，端口是默认的

mongodb://localhost
...

使用用户名fred，密码foobar登录localhost的admin数据库

mongodb://fred:foobar@localhost

使用用户名fred，密码foobar登录localhost的baz数据库

mongodb://fred:foobar@localhost/baz