MongoDB入门-MongDB介绍和安装-阿里云开发者社区

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：

文档中的键/值对是有序的。
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)。
MongoDB区分类型和大小写。
MongoDB的文档不能有重复的键。
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