1 什么是MongoDB？
MongoDB是一个开源的文档数据库和领先的NoSQL（非关系型）数据库。
2 MongoDB是怎么组织、存储数据的？
一个数据库可以包含若干集合，一个集合也就是一张表（就像一个数组），包含了很多文档（也即数据记录，就像一个个对象），每个对象包含了很多字段（对象的键值对）。
数据的组织形式可以简单粗暴的理解成一个多维的对象数组，层级关系和对应的术语如下：
database > collection > document/data records > field（value）
3 使用方法
从安装开始
官网下载：https://www.mongodb.com/download-center/community
下载后将安装目录中mongo.exe所在路径添加到系统环境变量，例如：D:\MongoDB\Server\4.2\bin
打开mongoDB软件，打开cmd直接输入mongo即可运行mongo.exe，会显示当前版本，并连接到mongoDB（或者直接在mongo.exe所在文件夹用命令行输入mongo.exe运行mongoDB）。
此时在命令行可以直接对mongo进行创建、增删改查操作，并可以在mongoDB软件中刷新后看到。
增删改查API
database 级别操作
创建/切换数据库：use dbName
默认会有一个test数据库
查看当前所在所在数据库：db
显示所有数据库：show dbs
刚创建的空数据库是不会显示的，当插入一条记录后方可显示
删除当前所在数据库：db.dropDatabase()
如果当前没有选择数据库，则默认删除test数据库
collection 级别操作
创建collection：db.createCollection(name, options)
显示所有collection：show collections
删除collection：db.COLLECTION_NAME.drop()
过滤某些key：db.COLLECTION_NAME.find({},{KEY:1})
KEY表示要过滤的字段，1表示返回的结果包含这个字段，0表示不包含
document 级别操作
支持的数据类型
- String Integer Boolean Double Arrays Timestamp Object Null Symbol Date
- Binary data
- Regular expression
- Min/ Max keys - This type is used to compare a value against the lowest and highest BSON elements.
- Object ID − This datatype is used to store the document’s ID.（_id: ObjectId(4 bytes timestamp, 3 bytes machine id, 2 bytes process id,
3 bytes incrementer)） - Code − This datatype is used to store JavaScript code into the document.
增删改查
增加一个document（对象）：db.COLLECTION_NAME.insert(document)
document可以是一个对象，也可以是一个数组（包含多个对象）
还可以使用save方法，插入的对象不含_id时，save和insert都会自动添加一个_id；含_id时，save会替换已有的含相同_id的对象
查询：db.COLLECTION_NAME.find()
find内的参数可以是
- {key: value} 按值查询
- {key: {$lt: value}} 按值的条件查询
- $lt - less than 小于 ($gt - 大于)
- $lte - less than equals 小于等于 （$gte - 大于等于）
- $ne - not equals 不等于
- $and: [{}, {}] - 同时满足多个条件
- $or: [{}, {}] - 只需满足一个条件
更新：db.COLLECTION_NAME.update(SELECTION_CRITERIA, UPDATED_DATA)
例如：db.mycol.update({'title':'MongoDB Overview'},{$set:{'title':'New MongoDB Tutorial'}})
还可添加第三个参数：,{multi:true}
替换：db.COLLECTION_NAME.save({_id:ObjectId(),NEW_DATA})
删除：db.COLLECTION_NAME.remove(DELLETION_CRITTERIA)
删除所有：db.mycol.remove({})
指定返回字段Projection：db.COLLECTION_NAME.find({},{KEY:1})
1表示显示，0表示不显示
限制返回结果的数量：db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)
NUMBER表示最多返回的数量，不传返回全部结果
跳过指定结果：.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)
如果返回结果有N个，那么跳过第NUMBER个，返回其他的结果；NUMBER默认为0
排序：db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})
根据KEY字段排序，1为升序，-1为降序，默认升序
创建索引：db.COLLECTION_NAME.ensureIndex({KEY:1})
指定索引的字段KEY，以及升序1降序-1；字段可以有多个
聚合操作：db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)
用来同时处理多个documents
示例：
// 表示以by_user字段值来分组，每遇到一个相同的值，总数sum增加1
db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$sum : 1}}}])
// 返回结果：
{
"result" : [
{
"_id" : "tutorials point",
"num_tutorial" : 2
},
{
"_id" : "Neo4j",
"num_tutorial" : 1
}
],
"ok" : 1}
其他聚合相关的表达式：
| 表达式 | 描述 | 用法示例 |
|---|---|---|
| $sum | 对指定字段的值求和 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$sum : "$likes"}}}]) |
| $avg | 对指定字段的值求平均值 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$avg : "$likes"}}}]) |
| $min | 对指定字段的值求最小值 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$min : "$likes"}}}]) |
| $max | 对指定字段的值求最大值 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$max : "$likes"}}}]) |
4 MongoDB是如何工作的
Replication 副本
Replication是mongoDB的一种数据备份策略：
Replication is the process of synchronizing data across multiple servers.
mongoDB将一份数据复制成几份组成一个副本集，包含一个primary node和多个sedondary node，每个节点的数据保持一致，客户应用程序只对primary进行读写操作。
Sharding 分片
分片是mongoDB的一种横向数据存储拓展策略：
Sharding is the process of storing data records across multiple machines and it is MongoDB's approach to meeting the demands of data growth.
它由以下三部分组成，工作流程是：router（可以理解为mongoDB实例）作为对客户应用程序开放的接口，将用户请求均匀分配到不同的分片；
一个分片就是一个独立的副本集，用来存储数据，通常一个分片集群对应多个router来分流用户发来的请求；
配置服务器用来存储整个数据集群到每个分片的映射关系，用来指导router如何将用户请求导向特定的分片。一个数据集群包含三个配置服务器。
参考教程：https://www.tutorialspoint.com/mongodb/mongodb_relationships.htm
MongoDB手册：https://mongodb-documentation.readthedocs.io/en/latest/