Mongodb

Mongodb简介

分布式存储，可扩展高性能的数据存储解决方案。介于关系和非关系数据库之间。面向文档的数据库

文档?/? 逗号分隔的键值对文档结构？？

```
{
   _id: ObjectId(7df78ad8902c)
   title: 'MongoDB Overview', 
   description: 'MongoDB is no sql database',
   by: 'yiibai.com',
   url: 'http://www.yiibai.com',
   tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
   likes: 100, 
   comments: [  
      {
         user:'user1',
         message: 'My first comment',
         dateCreated: new Date(2011,1,20,2,15),
         like: 0 
      },
      {
         user:'user2',
         message: 'My second comments',
         dateCreated: new Date(2011,1,25,7,45),
         like: 5
      }
   ]
}  

//_id 12字节的十六进制数，保证每一份文件的唯一性,(可以提供_id同时插入文档，不提供自己产生。
//前4个字节为当前时间戳，未来3个字节的机器ID，接下来的2个字节的进程id MongoDB的服务器及剩余3个字节是简单的增量值。)

```

• Nosql
  nosql(not only sql)

  (RDMBDs)关系数据库管理系统
  遵循ACID规则

• 与关系型数据库的对比

RDBMS	Mongodb
Database	Database
Table	Collection
Tuple/Row	Document
column	Field
Table Join	Embedded Documents
Primary Key	Primary Key (Default key _id provided by mongodb itself)

数据库服务器	客户端
Mysqld/Oracle	mongod
mysql/sqlplus	mongo

Mongodb数据模型

• mongodb设计模式的思考

  1.根据用户要求设计架构？ //怎么样的架构是优化的？
    
  2.如果要将对象放在一起可以合并对象为一个文件，否则分开他们（确保不连接）
  
  3.重复数据有限？磁盘空间便宜？（相比计算时间）
  
  4.不需要连接写入，而是读
  
  5.优化架构是最常见的用例
  
  6.在模式上做复杂的聚集  //聚合操作？
  

• 网上例子

   假设一个客户端需要一个数据库设计，设计一个博客网站，来看看 RDBMS 和 MongoDB 架构设计之间的差异。网站有以下要求。
  
    - 每一个文章内容都有独特的标题，描述和网址。
  
    - 每一个文章内容可以有一个或多个标签。
  
    - 每一个文章内容都有其出版商总数和喜欢的名称。
  
    - 每一个文章内容有评论以及名字，消息，时间和喜欢的用户。
  
    - 对于每个文章，可以是零个或多个评论。
  
    1.RDBMS模式设计
    
    通过post_id w外键连接各张表
    文章内容（post）：id、 title、description、url、likes、post_by
    
    comment(评论)：comment_id 、post_id、by_user、message、data_time、likes
    
    标签（tag_list）:id 、post_id、tag
  
    
    2.MongoDB 模式  //只需要一个集合？？
    
    {
       _id: POST_ID
       title: TITLE_OF_POST, 
       description: POST_DESCRIPTION,
       by: POST_BY,
       url: URL_OF_POST,
       tags: [TAG1, TAG2, TAG3],    //RDBMs模式下的tag_list
       likes: TOTAL_LIKES, 
       comments: [   
          {
             user:'COMMENT_BY',
             message: TEXT,
             dateCreated: DATE_TIME,
             like: LIKES 
          },
          {
             user:'COMMENT_BY',
             message: TEXT,
             dateCreated: DATE_TIME,
             like: LIKES
          }         //RDBMs模式下的comment表
       ]
    }
  

搭建Mongodb环境

 RedHat/CentOs
 
 1. vi /etc/yum.repos.d/mongodb-org-3.4.repo 文件，一遍 yum 命令直接安装
 写入：
    [mongodb-org-3.4]
    name=MongoDB Repository
    baseurl=http://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/3.4/x86_64/
    gpgcheck=1
    enabled=1
    gpgkey=http://www.mongodb.org/static/pgp/server-3.4.asc
//mongodb-org-server 提供默认的/etc/mongod.conf

2. sudo yum install -y mongodb-org  (刚开始安装时，有点慢)

3. 配置SEliNUX？？

4. 默认存放路径 /var/lib/mongo - 数据文件
    /var/log/mongodb -- rizhi wenjian 
    /etc/mongod.conf 可以指定备用日志和数据文件目录
    
5. 启动Mongodb：
    
    # sudo service mongod start
    
    # mongod --dbpath=/data/mongodata/rs1 --logpath=/data/mongodata/rs1/rs1.log
    //命令行启动 绝对路径
    
    # mongod --config /var/lib/mongodb/conf/rs2.conf
    //以配置文件的方式启动，可以查看配置文件是否有错
    
    系统服务的方式启动
    # vi /etc/init.d/mongod
    
6 注意事项：
    
    1. 当bindip 本地没有问题时 ，局域网内无法连接，首先看IP是否能ping通，防火墙是否关闭
    
    iptables -A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 27017 -j ACCEPT

    systemctl stop firewalld.service #停止firewall
    
    systemctl disable firewalld.service #禁止firewall开机启动
    
    firewall-cmd --state #查看默认防火墙状态（关闭后显示notrunning，开启后显示running）

Mongodb语法

• 创建数据库

  use database_name //如果不存在创建，存在则返回现有数据库
  
  //示例代码
  >use mydb
  switched to db mydb
  
  >show dbs  //有哪些数据库
  local     0.78125GB
  test      0.23012GB
  
  >db  //显示当前数据库
  mydb
  
  >db.movie.insert({"name":"yiibai tutorials"})    //当数据库中无数据时,不显示,插入数据后使用show命令就可以显示了
  >show dbs
  local      0.78125GB
  mydb       0.23012GB
  test       0.23012GB
  
  **dropDatabase**  //删除数据库
  >use mydb
  switched to db mydb
  >db.dropDatabase()    
  >{ "dropped" : "mydb", "ok" : 1 }
  >
  

• 创建集合

  **createCollection()**
  1.db.createCollection(name, options) //Options  类型 Document     （可选）指定有关内存大小和索引选项
  //当插入文档，MongoDB 第一检查大小字段封顶集合，然后它会检查最大的字段中。
  
  >use test
  switched to db test
  >db.createCollection("mycollection")
  { "ok" : 1 }
  >
  2.在MongoDB中，不需要创建集合。当插入一些文件 MongoDB 自动创建的集合
  >db.yiibai.insert({"name" : "yiibai"})
  >show collections
  mycol
  mycollection
  system.indexes
  yiibai
  >
  
  3.drop() 
  db.COLLECTION_NAME.drop()
  
  >use mydb
  switched to db mydb
  >show collections
  mycol
  mycollection
  system.indexes
  yiibai
  >
  
  >db.mycollection.drop()         //删除mycollection集合
  true
  >
  
  >show collections
  mycol
  system.indexes
  yiibai
  >
  
  insert()
  >db.COLLECTION_NAME.insert(document)
  
  >db.mycol.insert({
  _id: ObjectId(7df78ad8902c),
  title: 'MongoDB Overview', 
  description: 'MongoDB is no sql database',
  by: 'tutorials yiibai',
  url: 'http://www.yiibai.com',
  tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
  likes: 100
  })
  //_id: ObjectId(4 bytes timestamp, 3 bytes machine id, 2 bytes process id, 3 bytes incrementer)  _id自动生成id的命名规则
  
  
  //插入单个查询的多个文档
  >db.post.insert([
      {
         title: 'MongoDB Overview', 
         description: 'MongoDB is no sql database',
         by: 'tutorials yiibai',
         url: 'http://www.yiibai.com',
         tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
         likes: 100
      },
      {
         title: 'NoSQL Database', 
         description: 'NoSQL database doesn't have tables',
         by: 'tutorials yiibai',
         url: 'http://www.yiibai.com',
         tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
         likes: 20, 
         comments: [  
            {
               user:'user1',
               message: 'My first comment',
               dateCreated: new Date(2013,11,10,2,35),
               like: 0 
            }
         ]
      }
      ]) //为什么第一个记录可以没有comment字段呢？？？
  
  要插入文件
  db.mycollectionname.save(document) 与insert（）类似
  
  
  

• mongodb查找

    find()    | findOne()---此方法只返回一个文件
    
    db.COLLECTION_NAME.find()  //nd() 方法将在非结构化的方式显示所有的文件。
    
    >db.mycol.find().pretty() //格式化的显示结果
    
    RDBMS Where子句和MongoDB等同语句：
    <  > <e >e &ne
    
        {:}
        
        {:{$lt:}}
        
     >db.mycol.find({key1:value1, key2:value2}).pretty() 
     //类似于and条件
    
    
    //执行or语句 &or
    >db.mycol.find(
    {
      $or: [
         {key1: value1}, {key2:value2}
      ]
    }
    ).pretty()
    
    //执行and 和 or
    >db.mycol.find("likes": {$gt:10}, $or: [{"by": "yiibai"}, {"title": "MongoDB Overview"}] }).pretty()
    
    键的筛选：
    db.user.find({},{"_id":0})//指定find的第二个参数1则返回，0过滤
    
    关联查询：
    db.user.find("age":{"$in":[20,25,26]})
    
    db.user.find("age":{"$nin":[20,25,26]})
    
    特定类型的查询
    1. null
    db.user.find("sex":{"$in":[null]})//null不仅能匹配自身，还能匹配键不存在的文档
    2. 正则表达式
    db.user.find({"name":/^user/})
    3. 数组查询
    db.food.find({fruit:{$all:["apple","banana"]}})
    //$all 多个元素匹配
    //$size 查询指定长度的数组
    //$slice 返回数组的一个子集合
    db.blog.find({},{"comments":{"$slice":1}})  //[]偏移量
    
    内嵌文档查询：
    db.person.find({name:{first:"jock","last":"shob"}})
    db.person.find({"name.first":"jock"})
     
    $where    与JavaScript的结合
    
    游标：
    mongodb使用游标（cursor）来返回find的执行结果，客户端使用游标对最终结果进行有效的控制，比如分页，排序
    
    limit，skip和sort（1为升序，-1为降序）
    
    
    高级查询：
    包装查询
  

  update()

  db.COLLECTION_NAME.update(SELECTIOIN_CRITERIA, UPDATED_DATA)

  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec5), "title":"MongoDB Overview"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Tutorials Yiibai Overview"}

  db.mycol.update({'title':'MongoDB Overview'},{$set:{'title':'New MongoDB Tutorial'}})
  db.mycol.find()
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec5), "title":"New MongoDB Tutorial"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai Overview"}

  //MongoDB默认将只更新单一的文件，来更新多个你需要设置参数置'multi' 为true

  db.mycol.update({'title':'MongoDB Overview'},{$set:{'title':'New MongoDB Tutorial'}},{multi:true})

  save() //替换现有的文档和通过新的文档 save() 方法

  db.mycol.save(
  {
  "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai New Topic", "by":"Yiibai"
  }
  )
  db.mycol.find()
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec5), "title":"Yiibai New Topic", "by":"Yiibai"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai Overview"}

  remove() //从集合中删除文档，不加餐素默认整个删除，justOne可选参数，只删除一个文件

  db.COLLECTION_NAME.remove(DELLETION_CRITTERIA)
  //deletion criteria 删除标准

  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec5), "title":"MongoDB Overview"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
  { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai Overview"}

>db.mycol.remove({'title':'MongoDB Overview'})
>db.mycol.find()
{ "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
{ "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai Overview"}
>

Limit()  //限制输出记录的个数

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

{ "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec5), "title":"MongoDB Overview"}
{ "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
{ "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai Overview"}
    
>db.mycol.find({},{"title":1,_id:0}).limit(2)
{"title":"MongoDB Overview"}
{"title":"NoSQL Overview"}
>


skip()方法  //跳过文档
>db.mycol.find({},{"title":1,_id:0}).limit(1).skip(1)
{"title":"NoSQL Overview"}
>  //跳过第一个文档，只显示第二个文档

sort()    //排序

>db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1}) // 1用于升序排列，而-1用于降序。key为要搜索文档的键值

























```

• 数据类型

String : 这是最常用的数据类型来存储数据。在MongoDB中的字符串必须是有效的UTF-8。

Integer : 这种类型是用来存储一个数值。整数可以是32位或64位，这取决于您的服务器。

Boolean : 此类型用于存储一个布尔值 (true/ false) 。

Double : 这种类型是用来存储浮点值。

Min/ Max keys : 这种类型被用来对BSON元素的最低和最高值比较。

Arrays : 使用此类型的数组或列表或多个值存储到一个键。

Timestamp : 时间戳。这可以方便记录时的文件已被修改或添加。

Object : 此数据类型用于嵌入式的文件。

Null : 这种类型是用来存储一个Null值。

Symbol : 此数据类型用于字符串相同，但它通常是保留给特定符号类型的语言使用。

Date : 此数据类型用于存储当前日期或时间的UNIX时间格式。可以指定自己的日期和时间，日期和年，月，日到创建对象。

Object ID : 此数据类型用于存储文档的ID。

Binary data : 此数据类型用于存储二进制数据。

Code : 此数据类型用于存储到文档中的JavaScript代码。

Regular expression : 此数据类型用于存储正则表达式

操作符 $type

db.col.find({"key":{$type:2}})  //查找key(键)类型为2的数据，2代表string                           

• Mongodb 投影

  投影：只选择必要数据而不是选择一个文件的整个数据 比如find()方法

  find()  //显示文档的所有字段，需要设置字段列表值1或0。 
  //1用来显示字段而0是用来隐藏字段。
  
    { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec5), "title":"MongoDB Overview"}
    { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec6), "title":"NoSQL Overview"}
    { "_id" : ObjectId(5983548781331adf45ec7), "title":"Yiibai Overview"}
    
    >db.mycol.find({},{"title":1,_id:0})
    
    {"title":"MongoDB Overview"}  //_id 字段不显示
    {"title":"NoSQL Overview"}
    {"title":"Yiibai Overview"}
    >
  

• Mongodb 索引

  如果没有索引，Mongodbdb必须扫描每一个文档的集合，会有大量的数据需要处理
  数据结构： 树

  索引是一种特殊的数据结构，存储在一个容易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

    ensureIndex() 
    >db.COLLECTION_NAME.ensureIndex({KEY:1})
    //1是按升序排列的字段名称。要创建降序索引，需要使用-1
  
    >db.mycol.ensureIndex({"title":1})   //给title创建索引，1是升序，-1是降序
    >
    
    >db.mycol.ensureIndex({"title":1,"description":-1})  //为title创建索引（索引数据结构，给title建立索引排序 便于查找）
    
    2.接收可选参数
  
    //可选参数
    >db.mycol.ensureIndex({open:1,close:1},{background：true}) 
    
    >db.mycol.getINdexes()  //获得当前索引
  

  2. 索引深入学习

    //未加索引的状况，每个文档都要遍历一遍
    db.user.find({username:"user101"}).explain()   //explain 查看mongodb在执行查询过程中都干了什么
    {
        "cursor":"",
        "nscanned":100000000000000,
        "n":1,
        "millis":721,
        .....
    }
    上述中“nscanned”代表查询文档总数，“n”代表查询结果数 “millis”代表查询时间毫秒数 
    
    //添加索引,查询时间明显快速，最多只有64个索引（峰值），特定的集合上不应该有两个以上的索引，占内存 ，1代表方向
    db.user.ensureIndex({"username":1})
    db.user.find({username:"user101"}).explain()   //explain 查看mongodb在执行查询过程中都干了什么
    {
        "cursor":"",
        "nscanned":1,
        "n":1,
        "millis":3,
        .....
    }
    
复合索引

//索引的值时按一定顺序排列的，因此，使用索引键进行排序非常快
>db.users.ensureIndex({"age":1,"username":1})  //这就是一个复合索引，多字段

目的：优化查询，提高查询效率 理解引擎是如何工作的
坑： 如果结果集的大小超过32MB，就会出错，拒绝对如此多的数据进行排序，操作符查询 
基于多个查询条件进行排序是，索引方向才是比较重要的

索引对象和数组
//可以对任意深层次的字段建立索引
>db.user.ensureIndex({"loc.city":1})   //city字段
//db.user.find({"loc":{"ip":123,"city":shenzhen}})  对city字段才有效 ，对loc.city无效

• Mongodb 聚合

  aggregate()  //处理数据(如统计平均值，求和)，并返回数据结果。在SQL COUNT（*）和group by 相当于MongoDB的聚集
  //$sum  $avg  $min  $max $push $addToSet  $first  $last
      by_user: 'yiibai yiibai',
     url: 'http://www.yiibai.com',
     tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
     likes: 100
      },
      {
         _id: ObjectId(7df78ad8902d)
         title: 'NoSQL Overview', 
         description: 'No sql database is very fast',
         by_user: 'yiibai yiibai',
         url: 'http://www.yiibai.com',
         tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
         likes: 10
      },
      {
         _id: ObjectId(7df78ad8902e)
         title: 'Neo4j Overview', 
         description: 'Neo4j is no sql database',
         by_user: 'Neo4j',
         url: 'http://www.neo4j.com',
         tags: ['neo4j', 'database', 'NoSQL'],
         likes: 750
      },
      
      >db.mycol.aggregate([{$group:{_id:"$by_user",num_tutorial:{$sum:1}}}])
      
      {
         "result" : [
            {
               "_id" : "yiibai yiibai",
               "num_tutorial" : 2
            },
            {
               "_id" : "yiibai yiibai",
               "num_tutorial" : 1
            }
         ],
         "ok" : 1
      }
      >
  
  管道的概念：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，管道操作时刻重复的
  $project：修改输入文档的结构，重新安排文档包含的字段（重命名，增加，删除）
  //db.article.aggregate(
  
  { $project : {
  
  _id : 0 ,   //不包含_id字段
  
  title : 1 ,  //包含该字段
  
  author : 1
  
  }});
  $match：过滤
  $limit
  $skip
  $unwind //目标字段不存在，该文档被忽略过滤
  $group :将集合中的文档进行分组，可用于统计结果
  //$group的时候必须要指定一个_id域，同时也可以包含一些算术类型的表达式操作符,无序的，不对大量个数的文档进行分组
  $sort
  $geoNear
  

• Mongodb 复制

• Mongodb 分片

• Mongodb 关系

    表示多个文档之间的在逻辑上的联系
  文档间通过嵌入和引用来建立关系
  关系：
    1:1（1对1）
    1:N
    N:1
    N:N
  

  //user文件示例文档
  {
     "_id":ObjectId("52ffc33cd85242f436000001"),
     "name": "Tom Hanks",
     "contact": "987654321",
     "dob": "01-01-1991"
  }
  
  //address文件的示例文档结构：
  {
     "_id":ObjectId("52ffc4a5d85242602e000000"),
     "building": "22 A, Indiana Apt",
     "pincode": 123456,
     "city": "Los Angeles",
     "state": "California"
  } 
  
  

  嵌入建模

  {
     "_id":ObjectId("52ffc33cd85242f436000001"),
     "contact": "987654321",
     "dob": "01-01-1991",
     "name": "Tom Benzamin",
     "address": [
        {
           "building": "22 A, Indiana Apt",
           "pincode": 123456,
           "city": "Los Angeles",
           "state": "California"
        },
        {
           "building": "170 A, Acropolis Apt",
           "pincode": 456789,
           "city": "Chicago",
           "state": "Illinois"
        }]
  } 
      
  //这种方法保持在一个单一的文件，它可以很容易地检索和维护所有相关数据。 整份文件，可检索这样一个查询
  
  >db.users.findOne({"name":"Tom Benzamin"},{"address":1})
  
  缺点：嵌入的文档过长并且不断增加，影响读写性能
  

  模型引用关系
  如上把用户数据文档和用户地址数据文档分开维护，通过引用文档id字段来建立关系

  {
     "_id":ObjectId("52ffc33cd85242f436000001"),
     "contact": "987654321",
     "dob": "01-01-1991",
     "name": "Tom Benzamin",
     "address_ids": [
        ObjectId("52ffc4a5d85242602e000000"),  //引用的id对应的数据
        ObjectId("52ffc4a5d85242602e000001")
     ]
  } 
  
  //需要两个查询
  >var result = db.users.findOne({"name":"Tom Benzamin"},{"address_ids":1})
  >var addresses = db.address.find({"_id":{"$in":result["address_ids"]}})
  
  

  Mongodb引用有两种：

    1.手动引用
  2.DBRefs(数据库引用)
  DBRef的形式：
  {
  $ref: 集合名称
  ,$id: 引用的id
  $db: 数据库名称，可选参数
      
  }
   
   {
       "_id":ObjectId("53402597d852426020000002"),
       "address": {
       "$ref": "address_home",
       "$id": ObjectId("534009e4d852427820000002"),
       "$db": "yiibai"},
       "contact": "987654321",
       "dob": "01-01-1991",
       "name": "Tom Benzamin"
    }
  
    >var user = db.users.findOne({"name":"Tom Benzamin"})
    >var dbRef = user.address
    >db[dbRef.$ref].findOne({"_id":(dbRef.$id)})
  

• 导入和导出

mongoexport --help

mongoexport -h 101.37.83.106:27017 -u txbyw -p txbyw -d tivs_audio -c Album --type=json -o /home/l123/Documents/mongodata_export_Album --authenticationDatabase admin

mongoimport -h localhost -d tivs_audio -c Album /home/l123/Documents/mongodata_export_Album --authenticationDatabase admin