一、mongodb数据库系列——介绍和安装 & 简单使用 & 增删改查

一、Mongodb的介绍和安装

学习目标

1. 了解 非关系型数据库的优势
2. 了解 mongodb的安装

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1. mongodb的介绍

1.1 什么是mongodb

• mongodb 是一个功能最丰富的NoSQL非关系数据库。由 C++ 语言编写。
• mongodb 本身提供S端存储数据，即server；也提供C端操作处理（如查询等）数据，即client。

1.2 SQL和NoSQL的主要区别

• 在SQL中层级关系： 数据库>表>数据
• 而在NoSQL中则是： 数据库>集合>文档

1.2.1 数据之间无关联性

• SQL中如何需要增加外部关联数据的话，规范化做法是在原表中增加一个外键，关联外部数据表。
• NoSQL则可以把外部数据直接放到原数据集中，以提高查询效率。缺点也比较明显，对关联数据做更新时会比较麻烦。
• SQL中在一个表中的每条数据的字段是固定的。而NoSQL中的一个集合(表)中的每条文档(数据)的key(字段)可以是互不相同的。

1.2.2 拓展阅读

https://www.cnblogs.com/jeakeven/p/5402095.html

1.3 mongodb作为非关系型数据库相较于关系型数据库的优势

易扩展： NoSQL数据库种类繁多， 但是一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。 数据之间无关系， 这样就非常容易扩展

大数据量，高性能： NoSQL数据库都具有非常高的读写性能， 尤其在大数据量下表现优秀。 这得益于它的非关系性，数据库的结构简单

灵活的数据模型： NoSQL无需事先为要存储的数据建立字段， 随时可以存储自定义的数据格式。 而在关系数据库中， 增删字段是一件非常麻烦的事情。 如果是非常大数据量的表， 增加字段简直就是一个噩梦

2. mongodb的安装

以ubuntu18.04为例

mongodb具有两种安装方式：命令安装 或 源码安装

2.1 命令安装

在ubuntu中使用apt-get工具安装

sudo apt-get install -y mongodb-org

或参考官方文档 https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/install-mongodb-on-ubuntu/

2.2 源码安装

2.2.1 选择相应版本和操作系统并下载

https://www.mongodb.com/download-center/community?jmp=docs

2.2.2 解压

tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-4.0.3.tgz

2.2.3 移动到/usr/local/目录下

sudo mv -r mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-4.0.3/ /usr/local/mongodb

2.2.4 在shell的初始化脚本.bashrc中添加mongodb可执行文件到环境变量PATH中

a. 进入.bashrc文件中

cd ~
sudo vi .bashrc

b. 在.bashrc文件的最后添加：

export PATH=/usr/local/mongodb/bin:$PATH

3. mongodb的官方文档

https://docs.mongodb.com/manual/introduction/

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小结

1. 了解 非关系型数据库的优势
   • 易扩展
   • 高性能
   • 灵活的数据字段
2. 了解 mongodb的安装
   • sudo apt-get install -y mongodb-org

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二、mongodb的简单使用

学习目标

1. 掌握 服务端的启动
2. 掌握 客户端的使用
3. 掌握 mongodb的数据库和集合命令
4. 了解 文档中的_id字段

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1. mongodb服务端的启动

• 默认端口：27017
• 默认配置文件的位置：/etc/mongod.conf
• 默认日志的位置：/var/log/mongodb/mongod.log

mongodb服务端启动分别两种方式：

• 本地测试方式的启动（只具有本地数据增删改查的功能）
• 生产环境启动（具有完整的全部功能）

1.1 测试方式启动

• 启动: sudo service mongod start (sudo service mongod start)
• 停止: sudo service mongod stop
• 重启: sudo service mongod restart

1.2 生产环境正式的启动方式

启动: sudo mongod [–auth --dbpath=dbpath --logpath=logpath --append --fork] [-–f logfile ]

• 只以 sudo mongod 命令启动时，默认将数据存放在了 /data/db 目录下，需要手动创建
• –dbpath: 指定数据库的存放路径
• –logpath: 指定日志的存放路径
• –append: 或–logappend 设置日志的写入形式为追加模式
• –fork: 或-fork 开启新的进程运行mongodb服务
• –f: 或-f 配置文件路径(可以将上述配置信息写入文件然后通过该文件中的参数进行加载启动)
• –auth: 以权限认证的方式启动，我们会在后边的课程中学习该内容

1.3 查看是否启动成功

ps aux | grep mongod

2. 启动mongodb的客户端：进入mongo shell

• 启动本地客户端: mongo
• 查看帮助：mongo –help
• 退出：exit或者ctrl+c

3. mongodb的简单使用

开启mongodb server的情况下，在进入mongo shell后，就可以做简单的使用了

3.1 mongodb数据库的命令

• 查看当前的数据库：db(没有切换数据库的情况下默认使用test数据库)
• 查看所有的数据库：show dbs /show databases
• 切换数据库：use db_name
  • db_name为show dbs后返回的数据库名
• 删除当前的数据库：db.dropDatabase()
  

3.2 mongodb集合的命令

• 无需手动创建集合：
  向不存在的集合中第一次添加数据时，集合会自动被创建出来
• 手动创建集合：
  • db.createCollection(name,options)
  • db.createCollection(“stu”)
  • db.createCollection(“sub”, { capped : true, size : 10 } )
  • 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：集合所占用的字节数。 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
• 查看集合：show collections
• 删除集合：db.集合名称.drop()
• 检查集合是否设定上限: db.集合名.isCapped()
  

3.3 简单练习

在mongo shell中输入下列命令，查看结果

show dbs
use test
show collections
db
db.stu.insert({'name':'郭靖', 'age':22})
show dbs
show collections
db.stu.find()
db.stu.drop()
show collections
db.dropDatabase()
show dbs
exit

3.3 mongodb中常见的数据类型（了解）

3.3.1 常见类型

• Object ID： 文档ID/数据的ID，数据的主键
• 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： 浮点数
• Arrays： 数组/列表
• Object： mongodb中的一条数据/文档，即文档嵌套文档
• Null： 存储null值
• Timestamp： 时间戳，表示从1970-1-1到现在的总秒数
• Date： 存储当前日期或时间的UNIX时间格式

3.3.2 注意点

• 每个文档都有一个属性，为_id，保证每个文档的唯一性，mongodb默认使用_id作为主键

  • 可以手动设置_id的值，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,每个字节两位，一共是24位的字符串：

  • 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

小结

1. 服务端的启动
   • sudo mongod --dbpath=数据库路径
2. 进入mongo shell客户端
   • mongo
3. mongodb的数据库和集合命令
   • show dbs
   • use db_name
   • show collections
   • db
   • db.集合名.drop()
   • db.dropDatabase()
   • exit
4. 了解文档中的_id字段

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三、Mongodb的的增删改查

学习目标

1. 掌握 mongodb插入数据的方法
2. 掌握 mongodb保存数据的方法
3. 掌握 mongodb查询数据的方法
4. 掌握 mongodb查询结果的处理方法
5. 掌握 mongodb更新数据的方法
6. 掌握 mongodb删除数据的方法

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1. mongodb插入数据

命令：db.集合名称.insert(document)

db.stu.insert({name:'gj', gender:1})
db.stu.insert({_id:"20170101", name:'gj', gender:1})

插文档时，如果不指定_id参数，MongoDB会为文档自动分配一个唯一的ObjectId

2. mongodb的保存

命令：db.集合名称.save(document)

db.stu.save({_id:'20170101', name:'gj', gender:2})
db.stu.save({name:'gj', gender:2})
db.stu.find()

use python21

db.nor_col.insert([{"name" : "郭靖", "hometown" : "蒙古", "age" : 20, "gender" : true },
{"name" : "黄蓉", "hometown" : "桃花岛", "age" : 18, "gender" : false },
{"name" : "华筝", "hometown" : "蒙古", "age" : 18, "gender" : false },
{"name" : "黄药师", "hometown" : "桃花岛", "age" : 40, "gender" : true },
{"name" : "段誉", "hometown" : "大理", "age" : 16, "gender" : true },
{"name" : "段王爷", "hometown" : "大理", "age" : 45, "gender" : true },
{"name" : "洪七公", "hometown" : "华筝", "age" : 18, "gender" : true }])

db.nor_col.find()


db.nor_col.save({_id:'5f08167af3eeea620efced4f',name:'zzz',gender:2})
db.nor_col.find()


db.nor_col.save({_id:'5f081671111111111111',name:'pppp',gender:2})
db.nor_col.find()

如果文档的_id已经存在则修改，如果_id不存在则添加

3 mongodb的查询

命令：db.集合名称.find()

可以使用以下数据进行练习

db.stu.insert([{"name" : "郭靖", "hometown" : "蒙古", "age" : 20, "gender" : true },
{"name" : "黄蓉", "hometown" : "桃花岛", "age" : 18, "gender" : false },
{"name" : "华筝", "hometown" : "蒙古", "age" : 18, "gender" : false },
{"name" : "黄药师", "hometown" : "桃花岛", "age" : 40, "gender" : true },
{"name" : "段誉", "hometown" : "大理", "age" : 16, "gender" : true },
{"name" : "段王爷", "hometown" : "大理", "age" : 45, "gender" : true },
{"name" : "洪七公", "hometown" : "华筝", "age" : 18, "gender" : true }])

3.1 简单查询

• 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；不能和findOne()一起使用！

  db.集合名称.find({条件文档}).pretty()
  

3.2 比较运算符

• 等于： 默认是等于判断， 没有运算符
• 小于：$lt （less than）
• 小于等于：$lte （less than equal）
• 大于：$gt （greater than）
• 大于等于：$gte
• 不等于：$ne

查询年龄大于18的所有学生
db.stu.find({age:{$gte:18}})

3.3 逻辑运算符

逻辑运算符主要指与、或逻辑

• and：在json中写多个条件即可

查询年龄大于或等于18， 并且性别为true的学生
db.stu.find({age:{$gte:18},gender:true})

• or:使用$or， 值为数组， 数组中每个元素为json

查询年龄大于18， 或性别为false的学生
db.stu.find({$or:[{age:{$gt:18}},{gender:false}]})

查询年龄大于18或性别为男生， 并且姓名是郭靖
db.stu.find({$or:[{age:{$gte:18}},{gender:true}],name:'gj'})

3.4 范围运算符

使用$in， $nin 判断数据是否在某个数组内

查询年龄为18、 28的学生
db.stu.find({age:{$in:[18,28,38]}})

3.5 支持正则表达式

使用$regex编写正则表达式

查询name以'黄'开头的数据
db.stu.find({name:{$regex:'^黄'}})

3.6 自定义查询

mongo shell 是一个js的执行环境
使用$where 写一个函数， 返回满足条件的数据

查询年龄大于30的学生
db.stu.find({
 $where:function() {
     return this.age>30;}
})

3.7 skip和limit

• 方法limit()： 用于读取指定数量的文档

db.集合名称.find().limit(NUMBER)
查询2条学生信息
db.stu.find().limit(2)

• 方法skip()： 用于跳过指定数量的⽂档

db.集合名称.find().skip(NUMBER)
db.stu.find().skip(2)

• 同时使用

db.stu.find().limit(4).skip(5)
db.stu.find().skip(5).limit(4)

注意：先使用skip在使用limit的效率要高于前者

3.8 投影

在查询到的返回结果中， 只选择必要的字段

命令：db.集合名称.find({},{字段名称:1,...})

参数为字段与值， 值为1表示显示， 值为0不显
特别注意：

• 对于_id列默认是显示的， 如果不显示需要明确设置为0
• 对于其他不显示的字段不能设置为0

db.stu.find({},{_id:0,name:1,gender:1})

3.9 排序

方法sort()， 用于对查询结果按照指定的字段进行排序

命令：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})

3.10 统计个数

方法count()用于统计结果集中文档条数

命令：db.集合名称.find({条件}).count()
命令：db.集合名称.count({条件})

db.stu.find({gender:true}).count()
db.stu.count({age:{$gt:20},gender:true})

去重：

对年龄为18岁的查询记录进行去重：

4 mongodb的更新

db.集合名称.update({query}, {update}, {multi: boolean})

• 参数query:查询条件
• 参数update:更新操作符
• 参数multi:可选，默认是false，表示只更新找到的第一条数据，值为true表示把满足条件的数据全部更新

db.stu.update({name:'hr'},{name:'mnc'})           # 全文档进行覆盖更新
db.stu.update({name:'hr'},{$set:{name:'hys'}})    # 指定键值更新操作
db.stu.update({},{$set:{gender:0}},{multi:true})  # 更新全部

注意：“multi update only works with $ operators”

• multi参数必须和$set一起使用！
  
  
  批量更新，更新查询到的记录：
  
  批量更新，添加一个新的字段school:
  
  
  查询到name为zzz的记录，相同则不做任何操作，不相同则进行更新操作：
  
  

没有查询到name为hhh的记录，所以 插入一条新的记录：

5 mongodb的删除

db.集合名称.remove({query}, {justOne: boolean})

- 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，表示删除全部

小结

1. mongo shell中的增
   db.集合名.insert({数据})
   db.集合名.save({包含_id的完整数据}) # 根据指定的_id进行保存，存在则更新，不存在则插入
2. mongo shell中的删
   db.集合名.remove({条件}, {justOne: true/false})
3. mongo shell中的改
   db.集合名.update({条件}, {$set:{完整数据/部分字段}}, {multi: true/false})
4. mongo shell中的查
   db.集合名.find({条件}, {字段投影})

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