文档型数据库MongoDB 入门篇

简介

MongoDB是一个跨平台的，面向文档的数据库，是当前NoSQL数据库产品中最热门的一种。它介于关系数据库和非关系数据库之间，是非关系型数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的产品。它支持的数据结构非常松散，是类似JSON 的BSON 格式，因此可以存比较复杂的数据类型。

特点

MongoDB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。它是一个面向集合的，模式自由的文档型数据库。
具体特点：
1. 面向集合存储，易于存储对象类型的数据
2. 模式自由
3. 支持动态查询
4. 支持完全索引，包含内部对象
5. 支持复制和故障恢复
6. 使用高效的二进制数据存储，包括大型对象（如视频等）
7. 自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性
8. 支持Python，PHP，Ruby，Java,C ,C#，JavaScript，Perl以及C++语言的驱动程序
文件存储格式为BSON（一种JSON的扩展）

MongoDB体系结构

MongoDB是逻辑结构是一种层次结构。主要由：
文档，集合，数据库这三部分组成的。逻辑结构是面向用户的，用户使用MongoDB开发应用程序使用的是逻辑结构。

1. MongoDB的文档，相当于关系数据库中的一行记录
2. 多个文档组成一个集合，相当于关系数据库的表
3. 多个集合，逻辑上组织在一起，就是数据库
4. 一个MongoDB实例支持多个数据库

MongoDB与MySQL数据库逻辑结构概念的对比：

数据类型

基本数据类型：
	1. null：用于表示空值或者不存在的字段，{“x”:null}
	2. 布尔型：布尔类型有两个值true和false，{“x”:true} 数值：shell默认使用64为浮点型数值。{“x”：3.14}或{“x”：3}。
	3. 整型：对于整型值，可以使用 NumberInt（4字节符号整数）或NumberLong（8字节符号整数）， {“x”:NumberInt(“3”)}{“x”:NumberLong(“3”)}
	4. 字符串：UTF-8字符串都可以表示为字符串类型的数据，{“x”：“呵呵”}
	5. 日期：日期被存储为自新纪元依赖经过的毫秒数，不存储时区，{“x”:new Date()}
	6. 正则表达式：查询时，使用正则表达式作为限定条件，语法与JavaScript的正则表达式相 同，{“x”:/[abc]/}
	7. 数组：数据列表或数据集可以表示为数组，{“x”： [“a“，“b”,”c”]}
	8. 内嵌文档：文档可以嵌套其他文档，被嵌套的文档作为值来处理，{“x”:{“y”:3 }} 对象Id：对象id是一个12字节的字符串，是文档的唯一标识，{“x”: objectId() }
	9. 二进制数据：二进制数据是一个任意字节的字符串。它不能直接在shell中使用。如果要 将非utf-字符保存到数据库中，二进制数据是唯一的方式。
    10.代码：查询和文档中可以包括任何JavaScript代码，{“x”:function(){/…/}}

MongoDB特性优势

（1）事务支持
MongoDB 目前只支持单文档事务，需要复杂事务支持的场景暂时不适合
（2）灵活的文档模型
JSON 格式存储最接近真实对象模型，对开发者友好，方便快速开发迭代
（3）高可用复制集
满足数据高可靠、服务高可用的需求，运维简单，故障自动切换
（4）可扩展分片集群
海量数据存储，服务能力水平扩展
（4）高性能
mmapv1、wiredtiger、mongorocks（rocksdb）、in-memory 等多引擎支持满足各种场景需求
（5）强大的索引支持
地理位置索引可用于构建 各种 O2O 应用、文本索引解决搜索的需求、TTL索引解决历史数据自动过期的需求
（6）Gridfs
解决文件存储的需求
（7）aggregation & mapreduce
解决数据分析场景需求，用户可以自己写查询语句或脚本，将请求都分发到 MongoDB 上完成。

何时需要用到MongoDB？

• 应用不需要事务及复杂 join 支持

• 新应用，需求会变，数据模型无法确定，想快速迭代开发

• 应用需要2000-3000以上的读写QPS（更高也可以）

• 应用需要TB甚至 PB 级别数据存储

• 应用发展迅速，需要能快速水平扩展

• 应用要求存储的数据不丢失

• 应用需要99.999%高可用

• 应用需要大量的地理位置查询、文本查询

如果上述有1个符合，可以考虑 MongoDB，2个及以上的符合，选择 MogoDB 绝不会后悔。

MongoDB的应用场景

1. 游戏场景，使用 MongoDB 存储游戏用户信息，用户的装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储，方便查询、更新
2. 物流场景，使用 MongoDB 存储订单信息，订单状态在运送过程中会不断更新，以 MongoDB 内嵌数组的形式来存储，一次查询就能将订单所有的变更读取出来。
3. 社交场景，使用 MongoDB 存储存储用户信息，以及用户发表的朋友圈信息，通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能
4. 物联网场景，使用 MongoDB 存储所有接入的智能设备信息，以及设备汇报的日志信息，并对这些信息进行多维度的分析
5. 视频直播，使用 MongoDB 存储用户信息、礼物信息等