MongoDB数据库1，MongoDB的基本概念与基本数据类型

一、文档

文档是MongoDB中的基本数据单元，相当于传统关系型数据库中的行，它是一组有序键值的集合。每个文档都有子一个特殊的键“_id”，其在所属的集合中是唯一的。

文档中的键是字符串类型。

键中不能含有\0（空字符）。这个字符用于表示一个键的结束。
.和$是特殊字符，只能在某些特定情况下使用。通常情况下，可以认为这两个字符是MongoDB的保留字符，如果使用不当，那么驱动程序将无法正常工作。

二、集合

1、集合

集合就是一组文档。可以看做是具有动态模式的表。

集合具有动态模式的特性。这意味着一个集合中的文档可以具有任意数量的不同形态。

但是，将不同类型的文档存放在一个集合中会出现很多问题：

1. 文档中可以存放任意类型的变量，但是，这里不建议将不同类型的文档保存在同一个集合中，开发人员需要确保每个查询只返回特定模式的文档，或者确保执行查询的应用程序代码可以处理不同类型的文档；
2. 获取集合列表比提取集合中的文档类型列表要快得多，减少磁盘查找次数；
3. 想相同类型的文档存放在同一个集合中可以实现数据的局部性，对于集合，让使用者见文知意；
4. 集合中只存放单一类型的文档，可以更高效地对集合进行索引；

2、集合的命名

1. 集合名称中不能是空字符串；
2. 集合名称不能包含\0（空字符），因为这个字符用于表示一个集合名称的结束；
3. 集合名称不能以system.开头，该前缀是为内部集合保留的。
4. 集合名称不能有$，只能在某些特定情况下使用。通常情况下，可以认为这两个字符是MongoDB的保留字符，如果使用不当，那么驱动程序将无法正常工作。

三、数据库

MongoDB使用集合对文档进行分组，使用数据库对集合进行分组。通常情况下，一个应用程序对应一个数据库，一个数据库包含多个集合，一个集合包含多个文档。

四、基本数据类型

1、JSON数据类型

MongoDB中的文档可以被认为是“类似于JSON”的形式，JSON是一种简单的数据表示形式，只有6种数据类型

1. null
2. 布尔
3. 数字
4. 字符串
5. 数组
6. 对象

2、MongoDB常见的数据类型

MongoDB在保留了JSON基本键值对特性的基础上，增加了许多额外的数据类型，最常见的如下：

1. null
2. 布尔
3. 数字
4. 字符串
5. 数组
6. 日期
7. 正则表达式
8. 内嵌文档
9. ObjectId，ObjectId是一个12字节的ID，是文档的唯一标识，也就是_id

3、ObjectId

ObjectId是“_id”的默认类型。ObjectId类采用了轻量化设计，可以很容易地在不同的机器上以全局唯一的方式生成。MongoDB的分布式特性是它使用ObjectId而不是使用自增主键的主要原因，跨多个服务器同步自增主键既困难又耗时。因为MongoDB的设计初衷就是作为一个分布式数据库，所以能够在分片环境中生成唯一的标识符非常重要。

ObjectId占用了12字节的存储空间，可以用24个十六进制数字组成的字符串来表示，每字节存储两个数字。

ObjectId的12字节是按照如下方式生成的：

ObjectId的前4个字节是从Unix纪元开始以秒为单位的时间戳。时间戳与随后的5个字节组合在一起，在秒级别的粒度上提供了唯一性。

MongoDB自带一个简单但功能强大的工具：mongo shell。mongo shell对管理MongoDB实例和使用MongoDB的查询语言操作数据提供了内置的支持。它也是一个功能齐全的JavaScript解释器，用户可以根据需求创建或加载自己的脚本。

五、创建、更新、删除文档

1、$set修饰符入门

$set用来设置一个字段的值。如果这个字段不存在，则创建该字段。

对于更新操作或添加操作非常方便。

$unset表示删除这个键。

2、递增操作和递减操作

$inc运算符可以用来修饰已存在的键值或者在该键不存在时创建它。对于更新分析数据、因果关系、投票或者其他有数值变化的地方，使用这个会非常方便。

六、数组运算符

数组是常见的功能强大的数据结构，它不仅可以通过索引进行引用的列表，而且可以作为集合来使用。

1、添加元素

如果数组已存在，$push就会将元素添加到数组末尾；如果数组不存在，则会创建一个新的数组。可以对$push使用$each修饰符，再一次操作中添加多个值。

> db.nezha.updateOne({"id":"1"},{"$push":{"job":[1,2,3]}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }
> db.nezha.find()
{ "_id" : ObjectId("638b1273bb535f1c23f9b096"), "id" : "1", "name" : "哪吒编程", "job" : [ [ 1, 2, 3 ] ] }
>

再次updateOne时，还是会增加：

> db.nezha.updateOne({"id":"1"},{"$push":{"job":[1,2,3]}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }
> db.nezha.find()
{ "_id" : ObjectId("638b1273bb535f1c23f9b096"), "id" : "1", "name" : "哪吒编程", "job" : [ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ] ] }
>

2、如果将数组作为集合使用

仅当一个值不存在时菜进行添加，可以在查询文档的时候使用``“$ne”```来实现：

> db.nezha.updateOne({"id":{"$ne":"1"}},{"$push":{"job":[1,2,3]}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 0, "modifiedCount" : 0 }
> db.nezha.find()
{ "_id" : ObjectId("638b1273bb535f1c23f9b096"), "id" : "1", "name" : "哪吒编程", "job" : [ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ] ] }

也可以使用"$addToSet"来避免插入重复的值，还可以通过"$addToSet"与$each结合使用，添加多个不同的值。

> db.nezha.updateOne({"id":"1"},{"$addToSet":{"address":"辽宁省大连市高新园区"}}))
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 0 }
> db.nezha.find()                                                                  园区"}}})
{ "_id" : ObjectId("638b1273bb535f1c23f9b096"), "id" : "1", "name" : "哪吒编程", "job" : [ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ] ], "address" : [ "辽宁省大连市高新园区"] }

3、删除元素

有多种方法可以从数组中删除元素。

如果将数组视为队列或者栈，那么可以使用"$pop"从任意一端删除元素。

> db.workers.insert({id:'1',name:['哪吒编程','云韵','萧炎']})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.workers.find()                                
{ "_id" : ObjectId("638b2154bb535f1c23f9b098"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒编程", "云韵", "萧炎" ] }
>

萧炎实在是太碍事了，删掉他。

> db.workers.find()
{ "_id" : ObjectId("638b2154bb535f1c23f9b098"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒编程", "云韵", "萧炎" ] }
> db.workers.updateOne({},{"$pull":{"name":"萧炎"}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }
> db.workers.find()
{ "_id" : ObjectId("638b2154bb535f1c23f9b098"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒编程", "云韵" ] }

4、基于位置的数组更改

修改数组中特定的值，可以按位置或使用定位运算符$。

> db.users.insert({id:'1',dept:[
... {"name":"哪吒编程","age":18,"address":"大连"},
... {"name":"云韵","age":19,"address":"大连"},
... {"name":"萧炎","age":28,"address":"北京"}]})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.users.find()                                                                                                                                         ss":"北京"}]})
{ "_id" : ObjectId("638b2605bb535f1c23f9b099"), "id" : "1", "dept" : [ { "name" : "哪吒编程", "age" : 18, "address" : "大连" }, { "name" : "云韵", "age" : 19, "address" : "大连" }, { "name" : "萧炎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
>

想要将文档中的萧炎修改为美杜莎，怎么修改呢？

> db.users.updateOne({"dept.name":"萧炎"},{"$set":{"dept.$.name":"美杜莎"}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }
> db.users.find()                                                       "}})
{ "_id" : ObjectId("638b2822bb535f1c23f9b09a"), "id" : "1", "dept" : [ { "name" : "哪吒编程", "age" : 18, "address" : "大连" }, { "name" : "云韵", "age" : 19, "address" : "大连" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
>

5、使用数组过滤器进行更新

MongoDB 3.6 引入了用于更新单个数组元素的选项：arrayFilters。此选项使我们能够修改特定条件匹配的数组元素。

6、upsert

upsert是一种特殊类型的更新，如果找不到与筛选条件相匹配的文档，则会以这个条件和更新文档为基础来创建一个新文档；如果找到了匹配的文档，则进行正常的更新。upsert用起来非常方便，有了它便不再需要创建集合，通常可以使用同一套代码创建和更新文档。

7、save辅助函数

save是一个shell函数，它可以在文档不存在时插入文档，在文档存在时更新文档。它只将一个文档作为其唯一的参数。如果文档中包含"_id"键，save就会执行一个upsert。否则，将执行插入操作。save实际上只是一个为了方便而使用的函数。

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