1、Mongodb介绍

1.1、什么是Mongodb

MongoDB是一个文档数据库（以 JSON 为数据模型），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。

文档来自于“JSON Document”，并非我们一般理解的 PDF，WORD 文档。

MongoDB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，数据格式是BSON，一种类似JSON的二进制形式的存储格 式，简称Binary JSON ，和JSON一样支持内嵌的文档对象和数组对象，因此可以存储比较复杂的数据类 型。MongoDB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。原则上 Oracle 和 MySQL 能做的事情，MongoDB 都能做（包括 ACID 事务）。

MongoDB在数据库总排名第5，仅次于Oracle、MySQL等RDBMS，在NoSQL数据库排名首位。从诞生 以来，其项目应用广度、社区活跃指数持续上升。

MongoDB概念与关系型数据库（RDBMS）非常类似：

• 数据库（database）：最外层的概念，可以理解为逻辑上的名称空间，一个数据库包含多个不同名 称的集合。
• 集合（collection）：相当于SQL中的表，一个集合可以存放多个不同的文档。
• 文档（document）：一个文档相当于数据表中的一行，由多个不同的字段组成。
• 字段（field）：文档中的一个属性，等同于列（column）。
• 索引（index）：独立的检索式数据结构，与SQL概念一致。
• id：每个文档中都拥有一个唯一的id字段，相当于SQL中的主键（primary key）。
• 视图（view）：可以看作一种虚拟的（非真实存在的）集合，与SQL中的视图类似。从MongoDB 3.4版本开始提供了视图功能，其通过聚合管道技术实现。
• 聚合操作（$lookup）：MongoDB用于实现“类似”表连接（tablejoin）的聚合操作符。

尽管这些概念大多与SQL标准定义类似，但MongoDB与传统RDBMS仍然存在不少差异，包括：

• 半结构化，在一个集合中，文档所拥有的字段并不需要是相同的，而且也不需要对所用的字段进行 声明。因此，MongoDB具有很明显的半结构化特点。除了松散的表结构，文档还可以支持多级的 嵌套、数组等灵活的数据类型，非常契合面向对象的编程模型。
• 弱关系，MongoDB没有外键的约束，也没有非常强大的表连接能力。类似的功能需要使用聚合管 道技术来弥补。

1.2、MongoDB的优势

MongoDB基于灵活的JSON文档模型，非常适合敏捷式的快速开发。与此同时，其与生俱来的高可用、 高水平扩展能力使得它在处理海量、高并发的数据应用时颇具优势。

• 横向扩展力，轻松支持TB-PB数量级
  
• JSON 结构和对象模型接近，开发代码量低
  
• JSON的动态模型意味着更容易响应新的业务需求
  
• 复制集提供99.999%高可用
  
• 分片架构支持海量数据和无缝扩容
  

2、MongoDB快速开始

2.1、linux安装MongoDB

下载MongoDB Community Server

下载地址: https://www.mongodb.com/try/download/community

重命名

mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.15 mongodb

添加环境变量

修改/etc/profile，添加环境变量,方便执行MongoDB命令

export MONGODB_HOME=/qijingjing/resource/mongodb
PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin

使环境变量立即生效

source /etc/profile

2.2、启动MongoDBServer

# 创建一些存放数据、日志、配置的文件夹
mkdir -p data log conf
# 创建一个日志文件
touch log/mongodb.log
# 进行启动
bin/mongod --port=27017 --dbpath=data --logpath=log/mongodb.log --fork

名词解释

• –dbpath :指定数据文件存放目录
• –logpath :指定日志文件，注意是指定文件不是目录
• –logappend :使用追加的方式记录日志
• –port:指定端口，默认为27017
• –bind_ip:默认只监听localhost网卡
• –fork: 后台启动
• –auth: 开启认证模式

利用配置文件启动服务

编辑mongodb/conf/mongo.conf文件，内容如下

systemLog:
  destination: file
  path: /qijingjing/resource/mongodb/log/mongod.log # 日志文件的全路径
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /qijingjing/resource/mongodb/data # 存放数据文件夹的的全路径
  engine: wiredTiger #存储引擎
  journal: #是否启用journal日志
    enabled: true
net:
  bindIp: 0.0.0.0 #开启可以使外网访问
  port: 27017 # 端口号
processManagement:
  fork: true

注意一定要yaml格式

启动mongod(没有关闭要先关闭mongod，然后再启动)

mongod -f conf/mongo.conf

关闭MongoDB服务

方式一：

mongod --port=27017 --dbpath=data --shutdown

方式二：

执行mongo命令进入shell界面

use admin;
db.shutdownServer();

2.3、MongoDB shell的使用

mongo是MongoDB的交互式JavaScript Shell界面，它为系统管理员提供了强大的界面，并为开发人员 提供了直接测试数据库查询和操作的方法。

mongo --port=27017

–port：指定端口，默认为27017

–host: 连接的主机地址，默认为127.0.0.1

JavaScript支持

mongo shell是基于JavaScript语法的，MongoDB使用了SpiderMonkey作为其内部的JavaScript解释器 引擎，这是由Mozilla官方提供的JavaScript内核解释器，该解释器也被同样用于大名鼎鼎的Firefox浏览 器产品之中。SpiderMonkey对ECMA Script标准兼容性非常好，可以支持ECMA Script 6。可以通过下 面的命令检查JavaScript解释器的版本：

mongo shell 常用命令

2.3.1、数据库操作

#查看所有库
show dbs
# 切换到指定数据库，不存在则创建
use test
# 删除当前数据库
db.dropDatabase()

2.3.2、集合操作

#查看集合
show collections
#创建集合
db.createCollection("emp")
#删除集合
db.emp.drop()

创建集合语法

db.createCollection(name,options)

options参数

注意：当集合不存在时，向集合中插入文档也会创建集合

2.4、安全认证

2.4.1、创建管理员账号

# 设置管理员用户名密码需要切换到admin库
use admin
#创建管理员
db.createUser({user:"root",pwd:"root",roles:["root"]})
# 查看所有用户信息
show users
#删除用户
db.dropUser("root")

2.4.2、常用权限

用户认证，返回1表示认证成功

> use admin
switched to db admin
> db.auth("root","root")
1

2.4.3、创建应用数据库用户

use appdb
db.createUser({user:"123456",pwd:"123456",roles:["dbOwner"]})

默认情况下，MongoDB不会启用鉴权，以鉴权模式启动MongoDB

mongod -f conf/mongo.conf --auth

启用鉴权之后，连接MongoDB的相关操作都需要提供身份认证。

mongo -u 123456 -p 123456 --authenticationDatabase=appdb

3、MongoDB文档操作

3.1、插入文档

3.2版本之后新增了db.collection.insertOne()和db.collection.insertMany().

新增单个文档

• insertOne: 支持writeConcern

db.collection.insertOne(
   <document>,
   {
      writeConcern: <document>
   }
)

writeConcern 决定一个写操作落到多少个节点上才算成功。writeConcern 的取值包括： 0：发起写操作，不关心是否成功；

1~集群最大数据节点数：写操作需要被复制到指定节点数才算成功；

majority：写操作需要被复制到大多数节点上才算成功

• insert: 若插入的数据主键已经存在，则会抛 DuplicateKeyException 异常，提示主键重复，不保存当前数据
  
• save: 如果_id主键存在则更新数据，如果不存在就插入数据。
  

> db.emp.insert({name:"张三",age:12})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.emp.save({name:"李四",age:3})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.emp.insertOne({sex:1,age:2})
{
  "acknowledged" : true,
  "insertedId" : ObjectId("62c410ed65d7649befbb697a")
}
> db.emp.find()
{ "_id" : ObjectId("62c410ac65d7649befbb6978"), "name" : "张三", "age" : 12 }
{ "_id" : ObjectId("62c410b465d7649befbb6979"), "name" : "李四", "age" : 3 }
{ "_id" : ObjectId("62c410ed65d7649befbb697a"), "sex" : 1, "age" : 2 }
>

批量新增文档

• insertMany: 向指定集合中插入多条文档数据

db.collection.insertMany(
[ <document 1> , <document 2>, ... ],
{
writeConcern: <document>,
ordered: <boolean>
}
)

writeConcern：写入策略，默认为 1，即要求确认写操作，0 是不要求。

ordered：指定是否按顺序写入，默认 true，按顺序写入。

• insert和save也可以实现批量插入

> db.emp.insert([{x:5,y:7},{x:3,y:9}])
BulkWriteResult({
  "writeErrors" : [ ],
  "writeConcernErrors" : [ ],
  "nInserted" : 2,
  "nUpserted" : 0,
  "nMatched" : 0,
  "nModified" : 0,
  "nRemoved" : 0,
  "upserted" : [ ]
})
> db.emp.save([{x:50,y:70},{x:30,y:90}])
BulkWriteResult({
  "writeErrors" : [ ],
  "writeConcernErrors" : [ ],
  "nInserted" : 2,
  "nUpserted" : 0,
  "nMatched" : 0,
  "nModified" : 0,
  "nRemoved" : 0,
  "upserted" : [ ]
})
> db.emp.insertMany([{x:550,y:750},{x:350,y:950}])
{
  "acknowledged" : true,
  "insertedIds" : [
    ObjectId("62c4143565d7649befbb6980"),
    ObjectId("62c4143565d7649befbb6981")
  ]
}
>

测试: 批量插入50条随机数据

编辑脚本book.js

var tags = ["nosql","mongodb","document","developer","popular"];
var types = ["technology","sociality","travel","novel","literature"];
var books=[];
for(var i=0;i<50;i++){
    var typeIdx = Math.floor(Math.random()*types.length);
    var tagIdx = Math.floor(Math.random()*tags.length);
    var favCount = Math.floor(Math.random()*100);
    var book = {
        title: "book-"+i,
        type: types[typeIdx],
        tag: tags[tagIdx],
    favCount: favCount,
    author: "xxx"+i
  };
  books.push(book)
}
db.books.insertMany(books);

进入mongo shell ,执行

load("book.js")

读取：

db.books.find()

有分页，输入it进入下一页

3.2、查询文档

find查询集合中的若干文档。语法格式如下：

db.collection.find(query, projection)

• query: 可选，使用查询操作符指定查询条件
• projection：可选，使用投影操作符指定返回的键。查询时时返回文档中所有键值， 只需省略该参 数即可（默认省略）。投影时，id为1的时候，其他字段必须是1；id是0的时候，其他字段可以是 0；如果没有_id字段约束，多个其他字段必须同为0或同为1。

如果查询返回的条目数量较多，mongo shell则会自动实现分批显示。默认情况下每次只显示20条，可 以输入it命令读取下一批。

findOne查询集合中的第一个文档。语法格式如下：

db.collection.findOne(query, projection)

条件查询

#查询带有nosql标签的book文档：
db.books.find({tag:"nosql"})
#按照id查询单个book文档：
db.books.find({_id:ObjectId("61caa09ee0782536660494d9")})
#查询分类为“travel”、收藏数超过60个的book文档：
db.books.find({type:"travel",favCount:{$gt:60}})

查询条件对照表

查询逻辑对照表

查询逻辑运算符

• $lt: 存在并小于
• $lte: 存在并小于等于
• $gt: 存在并大于
• $gte: 存在并大于等于
• $ne: 不存在或存在但不等于
• $in: 存在并在指定数组中
• $nin: 不存在或不在指定数组中
• $or: 匹配两个或多个条件中的一个
• $and: 匹配全部条件

排序分页

• 指定排序

在MongoDB中使用sort()方法对数据进行排序

#指定按收藏数（favCount）降序返回
db.books.find({type:"travel"}).sort({favCount:-1})

• 分页查询

skip用于指定跳过记录数，limit则用于限定返回结果数量

db.books.find().skip(8).limit(4)

正则表达式匹配查询

MongoDB使用$regex操作符来设置匹配字符串的正则表达式

//使用正则表达式查找type包含 so 字符串的book
db.books.find({type:{$regex:"so"}})
//或者
db.books.find({type:/so/})

3.3、更新文档

可以用update命令对指定的数据进行更新，命令的格式如下：

db.collection.update(query,update,options)

• query：描述更新的查询条件
• update：描述更新的动作及新的内容；
• update：描述更新的动作及新的内容；

• upsert: 可选，如果不存在update的记录，是否插入新的记录。默认false，不插入
• multi: 可选，是否按条件查询出的多条记录全部更新。 默认false,只更新找到的第一条记录
• writeConcern :可选，决定一个写操作落到多少个节点上才算成功。

更新操作符

更新单个文档

某个book文档被收藏了，则需要将该文档的favCount字段自增

db.books.update({_id:ObjectId("61caa09ee0782536660494d9")},{$inc:{favCount:1}})

更新多个文档

默认情况下，update命令只在更新第一个文档之后返回，如果需要更新多个文档，则可以使用multi选项。

将分类为’novel’的文档增加发布时间(publishedDate)

db.books.update({type:"novel"},{$set:{publishedDate:new Date()}},{"multi":true})

multi : 可选，mongodb 默认是false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true,就把按条件 查出来多条记录全部更新

update命令的选项配置较多，为了简化使用还可以使用一些快捷命令:

• updateOne: 更新单个文档
• updateMany: 更新多个文档
• replaceOne: 替换单个文档

使用upsert命令

upsert是一种特殊的更新，其表现为如果目标文档不存在，则执行插入命令

db.books.update(
{title:"my book"},
{$set:{tags:["nosql","mongodb"],type:"none",author:"lili"}},
{upsert:true}
)

nMatched、nModified都为0，表示没有文档被匹配及更新，nUpserted=1提示执行了upsert动作

实现replace语义

update命令中的更新描述（update）通常由操作符描述，如果更新描述中不包含任何操作符，那么 MongoDB会实现文档的replace语义

db.books.update(
{title:"my book"},
{justTitle:"my first book"}
)

如果没有使用操作符的话，这个替换，是对文档的一个替换

findAndModify命令

findAndModify兼容了查询和修改指定文档的功能，findAndModify只能更新单个文档

//将某个book文档的收藏数（favCount）加1
db.books.findAndModify({
    query:{_id:ObjectId("62c41650a6a10cd974bac894")},
    update:{$inc:{favCount:1}}
})

该操作会返回符合查询条件的文档数据，并完成对文档的修改。

默认情况下，findAndModify会返回修改前的旧数据，如果希望返回修改后的数据，则可以指定new选项

db.books.findAndModify({
    query:{_id:ObjectId("62c41650a6a10cd974bac894")},
    update:{$inc:{favCount:1}},
    new: true
})

与findAndModify语义相近的命令如下：

• findOneAndUpdate: 更新单个文档并返回更新前(或更新后)的文档
• findOneAndReplace: 替换单个文档并返回替换前(或替换后的文档)

3.4、删除文档

• remove 命令需要配合查询条件使用；
• 匹配查询条件的文档会被删除；
• 指定一个空文档条件会删除所有文档；

示例:

db.user.remove({age:28})// 删除age 等于28的记录
db.user.remove({age:{$lt:25}}) // 删除age 小于25的记录
db.user.remove( { } ) // 删除所有记录
db.user.remove() //报错

remove命令会删除匹配条件的全部文档，如果希望明确限定只删除一个文档，则需要指定justOne参 数，命令格式如下

db.collection.remove(query,justOne)

例如： 删除满足type:novel条件的首条记录

db.books.remove({type:"novel"},true)

使用delete删除文档

官方推荐使用 deleteOne() 和 deleteMany() 方法删除文档，语法格式如下

db.books.deleteMany ({}) //删除集合下全部文档
db.books.deleteMany ({ type:"novel" }) //删除 type等于 novel 的全部文档
db.books.deleteOne ({ type:"novel" }) //删除 type等于novel 的一个文档

注意： remove、deleteMany等命令需要对查询范围内的文档逐个删除，如果希望删除整个集合，则使 用drop命令会更加高效

返回被删除文档

remove、deleteOne等命令在删除文档后只会返回确认性的信息，如果希望获得被删除的文档，则可以 使用findOneAndDelete命令

db.books.findOneAndDelete({type:"novel"})

除了在结果中返回删除文档，findOneAndDelete命令还允许定义“删除的顺序”，即按照指定顺序删除找 到的第一个文档

db.books.findOneAndDelete({type:"novel"},{sort:{favCount:1}})

remove、deleteOne等命令只能按默认顺序删除，利用这个特性，findOneAndDelete可以实现队列的 先进先出。