MongoDB简介

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供一个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。 MongoDB官网地址： MongoDB官网

MongoDB概念

数据库

MongoDB中可以建立多个数据库，默认的数据库为db ，该数据库存储在data目录中，每一个数据库都有自己集合和权限，不同的数据库放置在不同的文件中。

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# 显示MongoDB服务器上的所有数据库
show dbs
# 示例输出
# admin 0.000GB 
# local 0.000GB
# test 0.001GB
# 显示当前所使用的数据库
db
# 指定使用某个数据库
use local

MongoDB默认自带三个数据库：admin、local、config

• admin 数据库：MongoDB中主要的管理数据库，包含了MongoDB实例的所有用户和角色信息。通过该数据库可以进行用户管理、权限分配以及控制MongoDB实例的运行状态等操作。
• local 数据库：这是一个存储临时数据的地方，例如复制同步过程中的操作日志。在这个数据库中，可以找到一些关键的集合(collection)，例如startup_log和oplog.rws ，它们记录了MongoDB实例的启动日志和操作日志。
• config 数据库：包含了MongoDB的分片信息，用于支持分片集群。在一个分片集群中，每个节点都有一个config 数据库，用于存储集群的各种配置和元数据。 数据库的名字应是满足以下条件的任意UTF-8字符串：

1. 不能是空字符串
2. 不得含有’ ‘（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)
3. 应全部小写
4. 最多64字节

文档(Document)

文档是一组键值(key-value)对(即BSON)。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的特点。

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{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鸟教程"}

RDBMS 与 MongoDB 对应的术语：

注意：

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。

文档键的命名规范：

• 键不能含有\0 (空字符)。
• .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)。

集合

集合就是MongoDB文档组，类似于RDBMS（关系型数据库管理系统：Retational Database Management System）中的表格。集合存在于数据库中，没有固定的结构；集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下插入集合的数据都会有一定的关联性。

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{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
{"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程","num":5}

当第一个文档插入时，集合就会被创建。

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)。
• 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$。

capped collections

capped collections是固定大小的collecting有很高的性能以及队列过期的特性（过期按照插入的顺序），有点类似于“RRD”。capped collections 是高性能自动的维护对象的插入顺序。非常适合类似于记录日志的功能，和标准的collection不同，必须要显示的创建一个capped collections，指定一个 collection 的大小，单位是字节。collection 的数据存储空间值提前分配的。

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db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})

• 在 capped collection 中，你能添加新的对象。
• 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
• 使用 Capped Collection 不能删除一个文档，可以使用 drop() 方法删除 collection 所有的行。
• 删除之后，你必须显式的重新创建这个 collection。
• 在32bit机器中，capped collection 最大存储为 1e9( 1X109)个字节。

元数据

数据库的信息是存储在集合中。它们使用系统的命名空间：

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dbname.system.*

在MongoDB数据库中名字空间 <dbname>.system.*是包含多种系统信息的特殊集合(Collection):

对于修改系统集合中的对象有如下限制：

1. 在{{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。
2. {{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。

MongoDB 数据类型

MongoDB中常用的几种数据类型。

重要的数据类型

ObjectId

ObjectId 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

由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:

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> var newObject = ObjectId()
> newObject.getTimestamp()
ISODate("2017-11-25T07:21:10Z")

ObjectId 转为字符串

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> newObject.str
5a1919e63df83ce79df8b38f

字符串

BSON 字符串都是 UTF-8 编码。

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。

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> var mydate1 = new Date()     //格林尼治时间
> mydate1
ISODate("2018-03-04T14:58:51.233Z")
> typeof mydate1
object
> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间
> mydate2
ISODate("2018-03-04T15:00:45.479Z")
> typeof mydate2
object

这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。返回一个时间类型的字符串：

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> var mydate1str = mydate1.toString()
> mydate1str
Sun Mar 04 2018 14:58:51 GMT+0000 (UTC) 
> typeof mydate1str
string
> Date()
Sun Mar 04 2018 15:02:59 GMT+0000 (UTC)   

MongoDB连接

连接MongoDB的URL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 连接URL案例： mongodb://admin:123456@localhost/test options选项：

MongoDB创建数据库

MongoDB创建数据库的语法格式：

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use DATABASE_NAME

创建一个数据库

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use runoob
# 查看数据库
db
runoob
# 插入一条数据
db.runoob.insertOne({"name":"lyj"})
# 查看所有数据库，发现新建的数据库已存在
show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
lyj     0.000GB

如果现在查看所有数据库，会发现当前新建的数据库并不存在，只有往数据库中插入数据之后，才能查看到

MongoDB删除数据库

MongoDB删除数据库的语法格式：

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db.dropDatabase()

删除数据库具体操作

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# 选中需要删除的数据库
use lyj
# 执行删除数据库的命令
db.dropDatabase()
# 查看所有数据库，发现新建的数据库已删除
show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB

MongoDB创建集合

MongoDB创建集合的语法格式：

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db.createCollection(name, options)

options具体参数

创建集合

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# 创建数据库
use test
# 创建集合
db.createCollection("lyj")
# 查看已有集合show collections/show tables两个命令都是查询已有集合
show collections
lyj

MongoDB删除集合

MongoDB删除集合的语法格式：

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db.collection.drop()

删除集合

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# 删除名叫lyj的集合
db.lyj.drop()
# 查看是否删除成功
show tables

MongoDB插入文档

MongoDB插入文档的语法格式：

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db.COLLECTION_NAME.insert(document)
或
db.COLLECTION_NAME.save(document)

• save()：如果 _id 主键存在则更新数据，如果不存在就插入数据。该方法新版本中已废弃，可以使用 db.collection.insertOne() 或 db.collection.replaceOne() 来代替。
• insert(): 若插入的数据主键已经存在，则会抛 org.springframework.dao.DuplicateKeyException 异常，提示主键重复，不保存当前数据。 3.2 版本之后新增了 db.collection.insertOne() 和 db.collection.insertMany()。 db.collection.insertOne() 语法格式：

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

db.collection.insertMany() 语法格式：

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

参数说明：

• document：要写入的文档。
• 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

insertOne() 表示插入一条数据，insertMany() 表示插入多条数据

插入文档

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# 该命令会往test数据的lyj集合中插入文档
db.lyj.insert({title: 'MongoDB 教程', 
    description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
    by: '菜鸟教程',
    url: 'http://www.runoob.com',
    tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
    likes: 100
})
# 查看已插入的文档
db.lyj.find()

MongoDB更新文档

MongoDB更新文档的语法格式：

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db.collection.update(
   <query>,
   <update>,
   {
     upsert: <boolean>,
     multi: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   }
)

参数说明：

• query : update的查询条件，类似sql update查询内where后面的。
• update : update的对象和一些更新的操作符（如$,$inc…）等，也可以理解为sql update查询内set后面的
• upsert : 可选，这个参数的意思是，如果不存在update的记录，是否插入objNew,true为插入，默认是false，不插入。
• 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。
• writeConcern :可选，抛出异常的级别。

更新文档

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db.lyj.update({'title':'MongoDB 教程'},{$set:{'title':'MongoDB'}})

MongoDB删除文档

MongoDB删除数据库的语法格式：

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db.collection.remove(
   <query>,
   {
     justOne: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   }
)

参数说明：

• query :（可选）删除的文档的条件。
• justOne : （可选）如果设为 true 或 1，则只删除一个文档，如果不设置该参数，或使用默认值 false，则删除所有匹配条件的文档。
• writeConcern :（可选）抛出异常的级别。

删除文档

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db.lyj.remove({'title':'MongoDB 教程'})

MongoDB查询文档

MongoDB查询文档的语法格式：

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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。查询时返回文档中所有键值， 只需省略该参数即可（默认省略）。

pretty() 方法以格式化的方式来显示所有文档db.lyj.find().pretty()

MongoDB 与 RDBMS Where 语句比较

MongoDB的逻辑运算符

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# and运算符
db.lyj.find({key1:value1, key2:value2}).pretty()
# 案例
db.lyj.find({"by":"菜鸟教程", "title":"MongoDB 教程"}).pretty()
{
        "_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
        "title" : "MongoDB 教程",
        "description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
        "by" : "菜鸟教程",
        "url" : "http://www.runoob.com",
        "tags" : [
                "mongodb",
                "database",
                "NoSQL"
        ],
        "likes" : 100
}
# or运算符
>db.col.find(
   {
      $or: [
         {key1: value1}, {key2:value2}
      ]
   }
).pretty()
# 案例
db.lyj.find({$or:[{"by":"菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}).pretty()
{
        "_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
        "title" : "MongoDB 教程",
        "description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
        "by" : "菜鸟教程",
        "url" : "http://www.runoob.com",
        "tags" : [
                "mongodb",
                "database",
                "NoSQL"
        ],
        "likes" : 100
}
# and和or一起使用
db.lyj.find({"likes": {$gt:50}, $or: [{"by": "菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}).pretty()
{
        "_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
        "title" : "MongoDB 教程",
        "description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
        "by" : "菜鸟教程",
        "url" : "http://www.runoob.com",
        "tags" : [
                "mongodb",
                "database",
                "NoSQL"
        ],
        "likes" : 100
}

MongoDB $type操作符

$type操作符是基于BSON类型来检索集合中匹配的数据类型，并返回结果。 MongoDB 中可以使用的类型如下表所示：

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# 想获取 "col" 集合中 title 为 String 的数据，这两个的含义都是一样的
db.col.find({"title" : {$type : 2}})
db.col.find({"title" : {$type : 'string'}})

MongoDB Limit和Skip方法

MongoDB的Limit()方法的语法格式：

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db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)

Limit()方法

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db.lyj.find({},{"title":lyj,_id:0}).limit(2)

MongoDB的Skip()方法的语法格式：

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db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)

Skip()方法

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db.lyj.find({},{"title":1,_id:0}).limit(1).skip(1)

MongoDB sort方法

在 MongoDB 中使用 sort() 方法对数据进行排序，sort() 方法可以通过参数指定排序的字段，并使用 1 和 -1 来指定排序的方式，其中 1 为升序排列，而 -1 是用于降序排列。 sort()方法的语法格式：

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db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})

sort()方法

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db.lyj.find({},{"title":1,_id:0}).sort({"likes":-1})

MongoDB 索引

索引通常能够极大的提高查询的效率，如果没有索引，MongoDB在读取数据时必须扫描集合中的每个文件并选取那些符合查询条件的记录。 这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别在处理大量的数据时，查询可能要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非常致命的。 索引是特殊的数据结构，索引存储在一个易于遍历读取的数据集合中，索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构

MongoDB使用 createIndex() 方法来创建索引。

createIndex()方法基本语法格式：

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db.collection.createIndex(keys, options)
# 实例
db.lyj.createIndex({"title":1})

createIndex() 接收可选参数，可选参数列表：

MongoDB aggregate() 方法

aggregate() 方法在MongoDB中的作用是聚合 aggregate() 方法的基本语法格式：

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db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)

聚合的表达式:

管道

管道在Unix和Linux中一般用于将当前命令的输出结果作为下一个命令的参数。 MongoDB的聚合管道将MongoDB文档在一个管道处理完毕后将结果传递给下一个管道处理。管道操作是可以重复的。 表达式：处理输入文档并输出。表达式是无状态的，只能用于计算当前聚合管道的文档，不能处理其它的文档。 聚合框架中常用的操作：

• $project：修改输入文档的结构。可以用来重命名、增加或删除域，也可以用于创建计算结果以及嵌套文档。
• $match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。$match使用MongoDB的标准查询操作。
• $limit：用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数。
• $skip：在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档。
• $unwind：将文档中的某一个数组类型字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值。
• $group：将集合中的文档分组，可用于统计结果。
• $sort：将输入文档排序后输出。
• $geoNear：输出接近某一地理位置的有序文档。

管道操作符实例

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# $project实例
db.article.aggregate(
    { $project : {
        title : 1 ,
        author : 1 ,
    }}
 );
# $match实例
db.articles.aggregate( [
                        { $match : { score : { $gt : 70, $lte : 90 } } },
                        { $group: { _id: null, count: { $sum: 1 } } }
                       ] );
# $skip实例
db.article.aggregate(
    { $skip : 5 });