MongoDB笔记

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。皆在为 web 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。

MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系型数据库数据库中功能最丰富的，最像关系型数据库的。

MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值（key => value）对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档，数据以及文档数据。

主要特点：

DocumentOriented 文档导向：MongoDB 的数据格式是 JSON 风格的文档（Document）比传统的行列方式更为灵活，可以包含复杂的嵌套对象和数组。
高性能：MongoDB 提供了高性能的数据持久化方式，内存计算、索引等使其有非常高的读写性能。
高可用性：支持副本集实现高可用，当某节点故障时，可自动故障转移。
分片：支持无限水平拓展，可以通过集群和分片支持海量数据和高并发。
丰富的查询语言：支持丰富的查询表达式，查询语言同样是 JSON 风格的，可快速查询文档中的内嵌数据。
高度灵活的数据模型：非规范的文档模型使 MongoDB 可在不同应用场景中应用更加灵活。
索引支持：对任何属性进行索引支持查询优化和排序。

NoSQL 简介

NoSQL (NoSQL = Not Only SQL)，意即“不仅仅是SQL”。

NoSQL 不使用 SQL 作为查询语言、不强制要求特定的表结构、易扩展、高性能、数据库类型多样种类繁多

在现代计算机系统上每天网络上都会产生庞大的数据。这些数据有很大一部分是由关系型数据库管理系统（RDBMS）来处理的。1970年 E.F.Codd's 提出的关系模型论文“A relational model of data for large shared data banks”，这是的数据建模和应用程序编程更加简单。

通过应用实践证明，关系模型是非常适合客户端服务器编程，远远超出预期的利益，今天它是结构化数据存储在网络和商务应用的主导技术。

NoSQL 是一项全新的数据库革命性运动，早期就有人提出，发展至 2009 年趋势越发高涨。NoSQL 的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储，相对于普天盖的的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维注入。

MongoDB 概念解析

SQL 术语/概念	MongoDB 术语/概念	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

一个 MongoDB 中可以建立多个数据库。 MongoDB的默认数据库微 “db”，该数据库存储在 data 目录中。

MongoDB 的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。

有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。

**admin：**从权限角度来看，这是 “root” 数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
**local：**这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意组合
**config：**当 Mongo 用于分片设置时，config 数据库在内部使用，用于保存分片相关信息。

MongoDB 数据类型

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。

ObjectId

ObjectId 类似唯一的主键，可以很快地去生成和排序，包含 12bytes，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 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 id 组成的 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。这个键值可以是任何类型，默认是 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，可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间：

var newObject = ObjectId()
newObject.getTimestamp()
// 输出: ISODate("2023-09-27:14:12Z")

MongoDB 连接

配置好环境变量后可以在终端打开 mongosh.exe 直接就连接到默认本地 test

mongosh.exe

// 或者

mongosh

MongoDB 7.0 之前的老版本可以输入 shell 命令来连接

# 标准的 URI 连接语法
mongodb://[username:password@]host[:port1][,host2[:port2]],...[/[database][?options]]

# 默认打开本地
mongodb://localhost

# 通过 shell 打开
mongo

mongodb:// 这是固定格式，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
host 必须指定至少一个 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。
port 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 key=>value，键值对之间通过 & 或 ; (分号) 隔开

标准的连接格式包含了多个 options ,

选项	描述
replicaSet=name	验证replica set的名称。 Impliesconnect=replicaSet.
slaveOk=true\|false	true:在connect=direct模式下，驱动会连接第一台机器，即使这台服务器不是主。在connect=replicaSet模式下，驱动会发送所有的写请求到主并且把读取操作分布在其他从服务器。false: 在 connect=direct模式下，驱动会自动找寻主服务器. 在connect=replicaSet 模式下，驱动仅仅连接主服务器，并且所有的读写命令都连接到主服务器。
safe=true\|false	true: 在执行更新操作之后，驱动都会发送getLastError命令来确保更新成功。(还要参考 wtimeoutMS).false: 在每次更新之后，驱动不会发送getLastError来确保更新成功。
w=n	驱动添加 { w : n } 到getLastError命令. 应用于safe=true。
wtimeoutMS=ms	驱动添加 { wtimeout : ms } 到 getlasterror 命令. 应用于 safe=true.
fsync=true\|false	true: 驱动添加 { fsync : true } 到 getlasterror 命令.应用于 safe=true.false: 驱动不会添加到getLastError命令中。
journal=true\|false	如果设置为 true, 同步到 journal (在提交到数据库前写入到实体中). 应用于 safe=true
connectTimeoutMS=ms	可以打开连接的时间。
socketTimeoutMS=ms	发送和接受sockets的时间。

MongoDB 数据库

查看据库

// 查看所有数据库
show dbs
    
// 查看当前数据库名称
db

使用数据库；如果没有则会创建

use DATABASE_NAME  // 数据库名

删除当前数据库

db.dropDatabase()

MongoDB 集合/合集

查看集合

show collections

// 或者 

show tables

创建集合

db.createCollection(name, options)

/*
	name：要创建集合的名称
	options：可选参数，指定有关内存大小及索引的选项
*/

// 例如： 创建一个集合
db.createCollection("student", { capped: true, autoIndexId: true, size: 6142800, max: 10000 })

options 参数列表

字段	类型	描述
capped	布尔	（可选）如果为 true，则创建固定集合。固定集合是指有着固定大小的集合，当达到最大值时，它会自动覆盖最早的文档。当该值为 true 时，必须指定 size 参数。
autoIndexId	布尔	3.2 之后不再支持该参数。（可选）如为 true，自动在 _id 字段创建索引。默认为 false。
size	数值	（可选）为固定集合指定一个最大值，即字节数。如果 capped 为 true，也需要指定该字段。
max	数值	（可选）指定固定集合中包含文档的最大数量。

删除集合

// collection 是集合的名称
db.collection.drop()         

// 例如： 删除一个 student 集合
db.student.drop()

MongoDB 文档/行(row)

文档的数据结构和 JSON 基本一样。所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。

BSON 是一种类似于 JSON 的二进制形式的存储格式，是 Binary JSON 的简称。

插入文档

// collection 是集合名称
db.collection.insert(document)

// 或

db.collection.save(document)
// 新版本中已弃用 save() 方法，使用 insertOne() 代替
// 插入一条文档
db.collection.insertOne(document)

// 插入多条文档
db.collection.insertMany(document,document....)

// 例如：往学生表(集合)中添加一条数据
db.student.insert({
    name: '小明',
    sex: '男',
    class_id: 1001,
    hobby: ['玩游戏','打羽毛球','看动漫'],
    birthday: '2000.12.04'
})

查询文档

// collection 是集合名称；
db.collection.find(query, projection);

MongoDB 与 RDBMS Where 语句比较

// RDBMS
select * from collection where id > 100
select * from collection where id > 100 and id < 200

// MongoDB
db.collection.find({ id: { $gt: 100 }})
db.collection.find({ id: { $gt: 100, $lt: 200 }})

对照表

操作	格式	范例	RDBMS中的类似语句
等于	`{<key>:<value>`}	`db.col.find({"by":"菜鸟教程"}).pretty()`	`where by = '菜鸟教程'`
小于	`{<key>:{$lt:<value>}}`	`db.col.find({"likes":{$lt:50}}).pretty()`	`where likes < 50`
小于或等于	`{<key>:{$lte:<value>}}`	`db.col.find({"likes":{$lte:50}}).pretty()`	`where likes <= 50`
大于	`{<key>:{$gt:<value>}}`	`db.col.find({"likes":{$gt:50}}).pretty()`	`where likes > 50`
大于或等于	`{<key>:{$gte:<value>}}`	`db.col.find({"likes":{$gte:50}}).pretty()`	`where likes >= 50`
不等于	`{<key>:{$ne:<value>}}`	`db.col.find({"likes":{$ne:50}}).pretty()`	`where likes != 50`

MongoDB AND 条件

MongoDB 的 find() 方法可以传入多个键(key)，每个键(key)以逗号隔开，即常规的 SQL 的 AND 条件。

db.collection.find({key1: value1, key2: value2})

MongoDB OR 条件

MongoDB OR 条件语句使用了关键字 $or。

db.collection.find({ 
    $or: [
        {key1: value1},
        {key2: value2}
    ] 
})

模糊查询

// 查询 name 字段包含 '王' 的
db.collection.find({ name: '/王/' })

// 查询 name 字段以 '王' 开头的
db.collection.find({ name: '/^王/' })

// 查询 name 字段以 '王' 结尾的
db.cllection.find({ name: '/王$/' })

MongoDB　更新文档/行(row)

update() 方法用于更新已存在的文档。

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 后面的条件。
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，默认是 false，只更新找到的第一条记录，如果这个参数为 true，就把按条件查出来的多条记录全部更新。
writeConcern：　可选，抛出异常的级别

例如：

// 只修改查询到的第一条记录
db.collection.update({ title: '饼干' }, {$set: { name: '奥利奥' }})

// 修改多条记录
db.collection.update({ title : 'MongoDB 教程' }, {$set: { title: 'MongoDB' }},{ multi: true })

save() 方法通过传入的文档来替换已有的文档，_id 主键存在就更新，不存在就插入

updateOne() 方法更新单个文档

updateMany() 方法更新多个文档

移除集合中的键值对，使用 $unset 操作符

// 例如
db.collection.update({ _id: "123456789" }, {$unset: test: "OK"})

writeConcern：异常抛出参数

参数	说明
NONE	没有任何异常抛出
NORMAL	仅抛出网络错误异常，没有服务器错误异常
SAFE	抛出网络错误异常、服务器错误异常；并等待服务器完成写操作。
MAJORITY	抛出网络错误异常、服务器错误异常；并等待一个主服务器完成写操作。
FSYNC_SAFE	抛出网络错误异常、服务器错误异常；写操作等待服务器将数据刷新到磁盘。
JOURNAL_SAFE	抛出网络错误异常、服务器错误异常；写操作等待服务器提交到磁盘的日志文件。
REPLICAS_SAFE	抛出网络醋无异常、服务器错误异常；等待至少2台服务器完成写操作。

MongoDB 删除文档/行(row)

remove() 函数是用来移除集合中的数据。

// 语法
db.collection.remove(
    <query>,
    <justOne>,
)

// MongoDB 2.6 版本以后的语法
db.collection.remove(
    <query>,
    {
        justOne: <boolean>,
        writeConcern: <docuent>
	}
)

参数说明：

query： 可选，删除文档的条件。
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，或者使用默认值 false，则删除所有匹配条件的文档
writeConcern： 可选，抛出异常的级别（和更新文档的一样）

例如：

// 删除 name 字段为 '赛文‘ 的所有数据
db.collection.remove({ name: '赛文' })

// 删除 name 字段为 '赛文‘ 的第一条数据
db.collection.remove({ name: '赛文' }, { justOne: true})
db.collection.remove({ name: '赛文' }, true)
db.collection.remove({ name: '赛文' }, 1)

删除所有数据类似于 SQL 中的 truncate 命令

db.collection.remove({})

官方推荐使用 deleteOne( ) 和 deleteMany( ) 方法。

// 删除全部文档
db.collection.deleteMany({})

// 删除 name 字段为 '赛文‘ 的所有文档
db.collection.deleteManay({ name: '赛文' })

// 删除 name 字段为 '赛文‘ 的第一条文档
db.collection.deleteOne({ name: '赛文' })

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对照表

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模糊查询

MongoDB　更新文档/行(row)

writeConcern：异常抛出参数

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