MongoDB入门-MongDB介绍和安装

本文涉及的产品
云原生多模数据库 Lindorm,多引擎 多规格 0-4节点
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
简介: MongoDB是一个基于分布式文件存储 [1] 的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散,是类似json的bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。

一.MongoDB认识

1.什么是MongoDB

下面引用百度百科的解释来介绍MongoDB

MongoDB是一个基于分布式文件存储 [1] 的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散,是类似json的bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。

上面说到,MongoDB是介于关系型数据库和非关系型数据库之间的产品,其实更多的人把MongoDB直接当成非关系数据库,其实这都不重要,重要的是我们需要搞清楚关系型数据库如:Mysql,非关系型数据库如:Redis,和MongDB他们的区别以及使用场景。

2.Mysql和Redis和MongoDB的区别

数据的管理

对于数据管理来说,Mysql关系型数据库的数据是存储到磁盘的,每次进行数据的读写都涉及到IO操作,它以二维表的方式来展现数据,可以很方便的描述对象以及对象之间的关系。它的性能瓶颈就是IO造成的高并发读写能力较弱。

为了解决性能问题,出现了缓存,我们可以把一些热点数据放入到缓存中,来减少和数据库的交互,从而提高查询性能,这其实是一种磁盘和内存的映射关系,比较经典的缓存技术如memcached,Redis,就拿Redis来说它的数据是完全基于内存读写的,性能非常高,当然也支持把内存数据持久化到磁盘来防止数据丢失。

而对于MongoDB而言,它的数据其实是存储到磁盘上的,所有要操作的数据都是通过mmap的方式映射到内存中,数据的操作就基于这片内存进行处理的,避免了磁盘的零碎操作,性能也是非常高的。当然mmap中的数据会flush到磁盘上,如果在flush之前系统端点,数据就会丢失。

持久化

redis的数据都是放在内存中的,持久化是使用RDB方式或者AOF方式。关系型数据库如Mysql数据和索引都存放在硬盘中,在使用的时候IO到内存中,能处理的数量远超过内存数据库,mongodb数据本身是放在硬盘,通过mmap的方式映射到内存某个区域内。

存储结构

Redis基于Key-Value方式存取数据,Value支持的存储结构常见的有string、list、set、hash、set、sorted set等,基于性能和节约内存考虑《Redis底层结构》,Redis对这些结构做了很好的优化。

MongoDB 更类似 MySQL,文件存储是BSON格式类似JSON,支持字段索引、游标操作,其优势在于查询功能比较强大,擅长查询 JSON 数据,能存储海量数据,但是不支持事务

3.MongoDB的特点

  • MongoDB 是一个面向文档存储的数据库,操作起来比较简单和容易。
  • 你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引来实现更快的排序。
  • 你可以通过本地或者网络创建数据镜像,这使得MongoDB有更强的扩展性。
  • 如果负载的增加(需要更多的存储空间和更强的处理能力) ,它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。
  • Mongo支持丰富的查询表达式。查询指令使用JSON形式的标记,可轻易查询文档中内嵌的对象及数组。
  • MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档(数据)或者一些指定的数据字段 。
  • Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。
  • GridFS是MongoDB中的一个内置功能,可以用于存放大量小文件。
  • MongoDB允许在服务端执行脚本,可以用Javascript编写某个函数,直接在服务端执行,也可以把函数的定义存储在服务端,下次直接调用即可。
  • MongoDB支持各种编程语言:RUBY,PYTHON,JAVA,C++,PHP,C#等多种语言。
  • MongoDB安装简单。

4.MongoDB的概念

在mongodb中有几个比较核心的概念:文档、集合、数据库,下面是和关系型数据库的一个比照图:

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
数据库database

一个mongodb中可以建立多个数据库,默认数据库为"db",数据库存储在data目录中,不同的数据库也放置在不同的文件中,数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。

  • 不能是空字符串("")。
  • 不得含有’ '(空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
  • 应全部小写。
  • 最多64字节。

MongoDB默认保留了几个数据库:

  • admin : admin数据库则主要存储MongoDB的用户、角色等信息。
  • local : local数据库主要存储副本集的元数据,它只会在本地存储数据
  • config : 当Mongo用于分片设置时,config数据库在内部使用,用于保存分片的相关信息。
文档document

通常一个对象可以映射成一个文档,文档是一组键值(key-value)对(即 BSON,类似于JSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段,并且相同的字段不需要相同的数据类型,这与关系型数据库有很大的区别,也是 MongoDB 非常突出的特点。

需要注意的是:

  1. 文档中的键/值对是有序的。
  2. 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串,还可以是其他几种数据类型(甚至可以是整个嵌入的文档)。
  3. MongoDB区分类型和大小写。
  4. MongoDB的文档不能有重复的键。
  5. 文档的键是字符串。除了少数例外情况,键可以使用任意UTF-8字符。

文档键命名规范:

  • 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
  • .和$有特别的意义,只有在特定环境下才能使用。
  • 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。

比如在数据库中的2行数据:

id username age
1 zs 19
2 ls 19

在MongoDB中的体现

{
        "_id" : ObjectId("605d9a0b4d99251c4e70bd6d"),
        "username" : "zs",
        "id" : "1",
        "age" : 19,
        "title" : "ls"
}
{
        "_id" : ObjectId("605d9a0b4d99251c4e70bd6e"),
        "username" : "ls",
        "id" : "2",
        "age" : 19
}
集合collections

一个集合包含一堆 MongoDB 文档,如果把Mysql中的一行行数据当做一个个文档,一张张表格就相当于是MongoDB中的集合

集合存在于数据库中,集合没有固定的结构,这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据,但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。 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),这个字符表示集合名的结尾。
  • 集合名不能以"system."开头,这是为系统集合保留的前缀。
  • 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含,这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合,否则千万不要在名字里出现$。
元数据

数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间:dbname.system.* , 在MongoDB数据库中名字空间 .system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection),如下:

集合命名空间 描述
dbname.system.namespaces 列出所有名字空间。
dbname.system.indexes 列出所有索引。
dbname.system.profile 包含数据库概要(profile)信息。
dbname.system.users 列出所有可访问数据库的用户。
dbname.local.sources 包含复制对端(slave)的服务器信息和状态。
MongoDB 数据类型

下表为MongoDB中常用的几种数据类型。

数据类型 描述
String 字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中,UTF-8 编码的字符串才是合法的。
Integer 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器,可分为 32 位或 64 位。
Boolean 布尔值。用于存储布尔值(真/假)。
Double 双精度浮点值。用于存储浮点值。
Min/Max keys 将一个值与 BSON(二进制的 JSON)元素的最低值和最高值相对比。
Array 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。
Timestamp 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。
Object 用于内嵌文档。
Null 用于创建空值。
Symbol 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型,但不同的是,它一般用于采用特殊符号类型的语言。
Date 日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间:创建 Date 对象,传入年月日信息。
Object ID 对象 ID。用于创建文档的 ID。
Binary Data 二进制数据。用于存储二进制数据。
Code 代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。
Regular expression 正则表达式类型。用于存储正则表达式。

二.软件安装

1.MongoDB安装

MongoDB 提供了可用于 32 位和 64 位系统的预编译二进制包,你可以从MongoDB官网下载安装,MongoDB 预编译二进制包下载地址:https://www.mongodb.com/download-center/community

下载后点击安装,选择自定义,如下(我这里使用的是4.4.版本):

选择“browse…”更换安装路径

这里选择“run service as network service user”

取消 “install MongoDB compass”

配置环境变量

通过 cmd 执行 “mongo” 如下:

链接MongDB的语法

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:使用用户 admin 使用密码 123456 连接到本地的 MongoDB 服务上。输出结果如下所示

> mongodb://admin:123456@localhost/

实例:使用用户名和密码连接登录到指定数据库,格式如下:

mongodb://admin:123456@localhost/test

也可以通过浏览器访问

2.MongoDB管理工具

自行百度下载 mongodbmanagerpro_inst ,双击安装

把这俩个选项勾上

一直下一步,安装完成

安装好后启动管理工具,创建链接

左边可以看到Mongodb数据目录

使用终端执行命令

文章结束希望对你有所帮助

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