数据库基础总结《二》MongoDB

 

 

1 MongoDB 简介

• MongoDB 是一个基于分布式文件存储的NOSQL数据库
• 由C++语言编写，运行稳定，性能高
•  旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案

特点：

• 模式自由：可以把不同结构的文档存储在同一个数据库里
• 面向集合的存储：适合存储JSON风格文件的形式
• 完整的索引支持：对任何属性可索引
• 复制和高可用性：支持服务器之间的数据复制，支持主——从模式及服务器之间的相互复制。复制的主要目的是提供冗余及自动故障转移。
• 自动分片：支持云级别的伸缩性：自动分片功能支持水平的数据库集群，可动态添加额外的机器
• 丰富的查询：支持丰富的查询表达方式，查询指令使用JSON形式的标记，可轻易查询文档中的内嵌的对象及数组
• 快速就地更新：查询优化器会分析查询表达式，并生成一个高效的查询计划
• 高效的传统存储方式：支持二进制数据及大型对象（如照片或图片）

2 MogoDB安装配置

2.1 Windows环境安装

按照可视化窗口提示一步步操作即可

配置服务，配置数据库路径，日志路径  注：取消install MongoDB Compass 可以加快安装

2.2 Ubuntu安装

• 在线安装  sudo apt-get install mongondb

• 版本号    mongo -version
• 服务启动停止重启

       service mongodb stop

       service mongodb start

       service mongodb restart

• 卸载mongodb

       sudo apt-get --purge remove mongodb mongodb-server mongodb-clients

2.2基本概念

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、数组、文档数组

SQL术语与MongoDB术语对比

SQL术语/概念	MongoDB术语/概念	解释/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

三元素：数据库，集合，文档

            集合即关系数据库中的表 ，类似于关系数据库中的表，储存多个文档，结构不固定，如可以存储如下文档在一个集合中

            文档对应着关系数据库中的行，它是一个对象，由键值对构成，是JSON的扩展Bson形式

数据库：是一个集合的物理容器，一个数据库中可以包含多个文档 一个服务器通常有多个数据库

2.3常用命令

查看当前数据库              db

查看所有数据库，即列出在物理上存在的数据库        show dbs

切换数据库，如果数据库不存在，则指向数据库，但不创建，直到插入数据或创建集合时数据库才被创建        use  数据库名称

注：默认的数据库为test，如果你没有创建新的数据库，集合将存放在test数据库中

删除当前指向的数据库，如果数据库不存在，则什么也不做                        db.dropDatabase()

集合操作

                     语法：db.createCollection(name, options)

                     name是要创建的集合的名称 options是一个文档，用于指定集合的配置 选项参数是可选的，所以只需要到指定的集合名称。以下是可以使用的选项列表：

例1：不限制集合大小 db.createCollection("stu")

例2：限制集合大小，后面学会插入语句后可以查看效果 参数capped：默认值为false表示不设置上限，值为true表示设置上限 参数size：当capped值为true时，需要指定此参数，表示上限大小，当文档达到上限时，会将之前的数据覆盖，单位为 字节 36 db.createCollection("sub", { capped : true, size : 10 } )

查看当前数据库的集合                    show collections

删除                      db.集合名称.drop()

 

数据操作

    数据类型

• Object ID：文档ID
• String：字符串，最常用，必须是有效的UTF-8
• Boolean：存储一个布尔值，true或false
• Integer：整数可以是32位或64位，这取决于服务器
• Double：存储浮点值
• Arrays：数组或列表，多个值存储到一个键
• Object：用于嵌入式的文档，即一个值为一个文档
• Null：存储Null值
• Timestamp：时间戳
• Date：存储当前日期或时间的UNIX时间格式

object  id

• 每个文档都有一个属性，为_id，保证每个文档的唯一性
• 可以自己去设置_id插入文档
• 如果没有提供，那么MongoDB为每个文档提供了一个独特的_id，类型为objectID
• objectID是一个12字节的十六进制数
• 前4个字节为当前时间戳 接下来3个字节的机器ID 接下来的2个字节中MongoDB的服务进程id 最后3个字节是简单的增量值

插入

语法：      db.集合名称.insert(document)

插入文档时，如果不指定_id参数，MongoDB会为文档分配一个唯一的ObjectId

db.stu.insert({name:'gj',gender:1})
s1={_id:'20160101',name:'hr'}
s1.gender=0
db.stu.insert(s1)

 查询

db.集合名称.find()

 更新

语法

db.集合名称.update(,, {multi: })

参数query:查询条件，类似sql语句update中where部分
参数update:更新操作符，类似sql语句update中set部分
参数multi:可选，默认是false，表示只更新找到的第一条记录，值为true表示把满足条件的文档全部更新

db.stu.update({name:'hr'},{name:'mnc'})

指定属性更新，通过操作符$set
db.stu.insert({name:'hr',gender:0})
db.stu.update({name:'hr'},{$set:{name:'hys'}})

修改多条匹配到的数据
db.stu.update({},{$set:{gender:0}},{multi:true})

 保存

语法
db.集合名称.save(document)

如果文档的_id已经存在则修改，如果文档的_id不存在则添加
db.stu.save({_id:'20160102','name':'yk',gender:1})
db.stu.save({_id:'20160102','name':'wyk'})

删除

语法
db.集合名称.remove(, { justOne:  })

参数query:可选，删除的文档的条件
参数justOne:可选，如果设为true或1，则只删除一条，默认false，表示删除多条

db.stu.remove({gender:0},{justOne:true})
全部删除
db.stu.remove({}

备份与恢复

语法
mongorestore -h dbhost -d dbname --dir dbdirectory
-h：服务器地址
-d：需要恢复的数据库实例
--dir：备份数据所在位置
例2
mongorestore -h 192.168.196.128:27017 -d test2 --dir ~/Desktop/test1bak/test1

 授权

创建超级管理员账户
use admin
db.createUser({
    user:'root',
    pwd:'123456',
    roles:[{
        role:'root',
        db:'admin'
    }]
})

配置文件开启权限验证
security：
    authorization: enabled

 知识进阶

数据查询

1.基本查询
方法find()：查询
db.集合名称.find({条件文档})

方法findOne()：查询，只返回第一个
db.集合名称.findOne({条件文档})

方法pretty()：将结果格式化
db.集合名称.find({条件文档}).pretty()

2.比较运算符
等于，默认是等于判断，没有运算符
小于$lt

小于或等于$lte
大于$gt
大于或等于$gte
不等于$ne
例1：查询名称等于'gj'的学生
db.stu.find({name:'gj'})
例2：查询年龄大于或等于18的学生
db.stu.find({age:{$gte:18}})

3.逻辑运算符
查询时可以有多个条件，多个条件之间需要通过逻辑运算符连接
逻辑与：默认是逻辑与的关系
例3：查询年龄大于或等于18，并且性别为1的学生
db.stu.find({age:{$gte:18},gender:1})
逻辑或：使用$or
例4：查询年龄大于18，或性别为0的学生
db.stu.find({$or:[{age:{$gt:18}},{gender:1}]})
and和or一起使用
例5：查询年龄大于18或性别为0的学生，并且学生的姓名为gj
db.stu.find({$or:[{age:{$gte:18}},{gender:1}],name:'gj'})

4.范围运算符
使用"$in"，"$nin" 判断是否在某个范围内
例6：查询年龄为18、28的学生
db.stu.find({age:{$in:[18,28]}})

5.支持正则表达式
使用//或$regex编写正则表达式
例7：查询姓黄的学生
db.stu.find({name:/^黄/})

6.自定义查询
使用$where后面写一个函数，返回满足条件的数据
例7：查询年龄大于30的学生
db.stu.find({$where:function(){return this.age>20}})

7.投影
在查询到的返回结果中，只选择必要的字段，而不是选择一个文档的整个字段
如：一个文档有5个字段，需要显示只有3个，投影其中3个字段即可
语法：
参数为字段与值，值为1表示显示，值为0不显示
db.集合名称.find({},{字段名称:1,...})
对于需要显示的字段，设置为1即可，不设置即为不显示
特殊：对于_id列默认是显示的，如果不显示需要明确设置为0
db.stu.find({},{name:1,gender:1})
db.stu.find({},{_id:0,name:1,gender:1})

8.排序
方法sort()，用于对结果集进行排序
语法
db.集合名称.find().sort({字段:1,...})
参数1为升序排列
参数-1为降序排列
根据性别降序，再根据年龄升序

db.stu.find().sort({gender:-1,age:1})

9.分页
Limit
方法limit()：用于读取指定数量的文档
语法：
db.集合名称.find().limit(NUMBER)
参数NUMBER表示要获取文档的条数
如果没有指定参数则显示集合中的所有文档
例1：查询2条学生信息
db.stu.find().limit(2)
skip
方法skip()：用于跳过指定数量的文档
语法：
db.集合名称.find().skip(NUMBER)
参数NUMBER表示跳过的记录条数，默认值为0
例2：查询从第3条开始的学生信息
db.stu.find().skip(2)
一起使用
方法limit()和skip()可以一起使用，不分先后顺序
创建数据集
for(i=0;i<15;i++){db.t1.insert({_id:i})}
查询第5至8条数据
db.stu.find().limit(4).skip(5)
或
db.stu.find().skip(5).limit(4)


10.统计
统计个数
方法count()用于统计结果集中文档条数
语法
db.集合名称.find({条件}).count()
也可以与为
db.集合名称.count({条件})

例1：统计男生人数
db.stu.find({gender:1}).count()
例2：统计年龄大于20的男生人数
db.stu.count({age:{$gt:20},gender:1})

11.消除重复
方法distinct()对数据进行去重
语法
db.集合名称.distinct('去重字段',{条件})
例1:查找年龄大于18的性别（去重）
db.stu.distinct('gender',{age:{$gt:18}})

 与Python交互

安装python包
pip install pymongo
引入包pymongo
import pymongo
#连接，创建客户端
client=pymongo.MongoClient("localhost", 27017)
#获得数据库test1
db=client[test1]

#获得集合stu
stu = db[stu]
#添加文档
s1={name:'gj',age:18}
s1_id = stu.insert_one(s1).inserted_id
#查找一个文档
s2=stu.find_one()
#查找多个文档1
for cur in stu.find():
print cur
#查找多个文档2
cur=stu.find()
cur.next()
cur.next()
cur.next()
#获取文档个数
print stu.count()