一.MongoDB入门-MongDB介绍和安装

Dear 丶 2022-11-14 14:45 269阅读 0赞

### 前言 ###

该文章是MongoDB系列入门文章，还不会MongoDB的同学可以根据该系列文章进行学习，并运用于实际项目中，如果你对于MongoDB已经用的非常熟了可以跳过。写这个文章的初衷是很多童鞋公司用到这门技术，自己却还不会跑来问我要资料，所以这里整理一下MongoDB相关知识，同时也是对自己的一次沉淀。学习使用老鸟飞过，欢迎交流。

### 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]》，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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">SQL术语/概念</th> 
   <th align="left">MongoDB术语/概念</th> 
   <th align="left">解释/说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">database</td> 
   <td align="left">database</td> 
   <td align="left">数据库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">table</td> 
   <td align="left">collection</td> 
   <td align="left">数据库表/集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">row</td> 
   <td align="left">document</td> 
   <td align="left">数据记录行/文档</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">column</td> 
   <td align="left">field</td> 
   <td align="left">数据字段/域</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">index</td> 
   <td align="left">index</td> 
   <td align="left">索引</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">table joins</td> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left">表连接,MongoDB不支持</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">primary key</td> 
   <td align="left">primary key</td> 
   <td align="left">主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

##### 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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>id</th> 
   <th>username</th> 
   <th>age</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>zs</td> 
   <td>19</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>ls</td> 
   <td>19</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">集合命名空间</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">dbname.system.namespaces</td> 
   <td align="left">列出所有名字空间。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">dbname.system.indexes</td> 
   <td align="left">列出所有索引。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">dbname.system.profile</td> 
   <td align="left">包含数据库概要(profile)信息。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">dbname.system.users</td> 
   <td align="left">列出所有可访问数据库的用户。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">dbname.local.sources</td> 
   <td align="left">包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

##### MongoDB 数据类型 #####

下表为MongoDB中常用的几种数据类型。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">数据类型</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">String</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Integer</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Boolean</td> 
   <td align="left">布尔值。用于存储布尔值（真/假）。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Double</td> 
   <td align="left">双精度浮点值。用于存储浮点值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Min/Max keys</td> 
   <td align="left">将一个值与 BSON（二进制的 JSON）元素的最低值和最高值相对比。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Array</td> 
   <td align="left">用于将数组或列表或多个值存储为一个键。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Timestamp</td> 
   <td align="left">时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Object</td> 
   <td align="left">用于内嵌文档。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Null</td> 
   <td align="left">用于创建空值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Symbol</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Date</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Object ID</td> 
   <td align="left">对象 ID。用于创建文档的 ID。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Binary Data</td> 
   <td align="left">二进制数据。用于存储二进制数据。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Code</td> 
   <td align="left">代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Regular expression</td> 
   <td align="left">正则表达式类型。用于存储正则表达式。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
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)：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
选择“browse…”更换安装路径  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
这里选择“run service as network service user”  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
取消 “install MongoDB compass”

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

配置环境变量  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
通过 cmd 执行 “mongo” 如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
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  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

#### 2.MongoDB管理工具 ####

自行百度下载 mongodbmanagerpro\_inst ，双击安装  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
把这俩个选项勾上  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

一直下一步，安装完成  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]

安装好后启动管理工具，创建链接  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
左边可以看到Mongodb数据目录  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]  
使用终端执行命令  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

文章结束希望对你有所帮助

[Redis]: https://blog.csdn.net/u014494148/article/details/114155908
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221022/16fde06bb87d476199478100038f6ae3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221022/edb61dbe31124a7db9e79bdb86c6abcf.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221022/4c8b843748b94f728efea767ab05641f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221022/e5c59ef84d4048ee9f6f085c25184f89.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221022/ae955c4a928746d0907f88f5768056f2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221022/412cd816c73d49179d95b18859e5f625.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221022/4bcaeb5c5c2249fa8c0bc16a30019162.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20221022/95c165f8986b4abfabfa84342eaf4a18.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20221022/8c2c2ceac0e341c3861d4280f5ceb14a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20221022/60519837bdf744828186823bf34c3386.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20221022/e5128c06c1be44a1afcc35f639c03380.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20221022/50b7fea8a1224a1a8cfcf51b7a9aa416.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0OTQxNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20221022/2f750cb3847d4fc2b5b95ffe813c8e59.png