简单的mongoDB数据库搭建及使用
目录
一、关系数据库特性
二、NoSQL数据库分类
三、RDBMS与MongoDB对应的术语
四、MongoDB数据库
4.1 linux下MongoDB 单节点安装
4.2 连接操作
4.3 创建数据库
4.4 删除数据库
4.4.1 删除数据库中集合
4.5 插入文档
4.5.1 insert() 方法
4.5.2 save()方法
4.6 查询文档
4.6.1 MongoDB中where子句
4.6.2 MongoDB AND条件
4.6.3 MongoDB OR条件
4.6.4 AND 和OR 的联合使用
4.6.5 $type操作符
4.6.6 Limit()与Skip()方法
4.7 更新文档
4.7.1 update()方法
4.7.2 save()方法
4.8 删除文档
4.9 MongoDB排序
4.9 MongoDB索引
4.10 MongoDB复制原理
4.10.1 MongoDB复制原理
4.10.2 副本集特征
一、关系数据库特性
1、A (Atomicity) 原子性
原子性很容易理解，也就是说事务里的所有操作要么全部做完，要么都不做，事务成功的条件是事务里的所有操作都成功，只要有一个操作失败，整个事务就失败，需要回滚。
比如银行转账，从A账户转100元至B账户，分为两个步骤：1）从A账户取100元；2）存入100元至B账户。这两步要么一起完成，要么一起不完成，如果只完成第一步，第二步失败，钱会莫名其妙少了100元。
2、C (Consistency) 一致性(没用过好像)
一致性也比较容易理解，也就是说数据库要一直处于一致的状态，事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。
例如现有完整性约束a+b=10，如果一个事务改变了a，那么必须得改变b，使得事务结束后依然满足a+b=10，否则事务失败。
3、I (Isolation) 独立性
所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响，如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改，只要另外一个事务未提交，它所访问的数据就不受未提交事务的影响。
比如现有有个交易是从A账户转100元至B账户，在这个交易还未完成的情况下，如果此时B查询自己的账户，是看不到新增加的100元的。
4、D (Durability) 持久性
持久性是指一旦事务提交后，它所做的修改将会永久的保存在数据库上，即使出现宕机也不会丢失。
二、NoSQL数据库分类
| 类型 |
部分代表 |
特点 |
| 列存储 |
Hbase Cassandra Hypertable |
顾名思义，是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据，方便做数据压缩，对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势。 |
| 文档存储 |
MongoDB CouchDB |
文档存储一般用类似json的格式存储，存储的内容是文档型的。这样也就有机会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能。 |
| key-value存储 |
Tokyo Cabinet / Tyrant Berkeley DB MemcacheDB Redis |
可以通过key快速查询到其value。一般来说，存储不管value的格式，照单全收。（Redis包含了其他功能） |
| 图存储 |
Neo4J FlockDB |
图形关系的最佳存储。使用传统关系数据库来解决的话性能低下，而且设计使用不方便。 |
| 对象存储 |
db4o Versant |
通过类似面向对象语言的语法操作数据库，通过对象的方式存取数据。 |
| xml数据库 |
Berkeley DB XML BaseX |
高效的存储XML数据，并支持XML的内部查询语法，比如XQuery,Xpath。 |
三、RDBMS与MongoDB对应的术语
| RDBMRDBMSS |
MonMongoDBgoDB |
| 数据库 |
数据库 |
| 表格 |
集合 |
| 行 |
文档 |
| 列 |
字段 |
| 表联合 |
嵌入文档 |
| 主键 |
主键 (MongoDB 提供了 key 为 _id ) |
| 数据库服务和客户端 |
|
| Mysqld/Oracle |
mongod |
| mysql/sqlplus |
mongo |
四、MongoDB数据库
4.1 linux下MongoDB 单节点安装
1、环境变量配置
执行source .bash_profile
注意：这个需要重新进一次shell。
2、启动服务端
出现问题(如果不出现，上面就可以直接启动)：
解决办法：
加上--storageEngine=mmapv1 其实这个就是出现的问题里提示的
解决后：
这就正常启动了，其中--dbpath=/home/songbw/Mongo/data/db是MongoDB的数据存储的位置，但是这个目录在安装过程不会自动创建，所以需要手动创建data目录，并在data目录中创建db目录。
3、启动客户端
因为我的无密码
4.2 连接操作
有密码连接方式如下：
mongodb://admin:123456@localhost/test
其中mongobd://是固定的，后面的格式如下
username:password@hostname/dbname
4.3 创建数据库
语法
MongoDB 创建数据库的语法格式如下：
use DATABASE_NAME
如果数据库不存在，则创建数据库，否则切换到指定数据库。
实例
以下实例我们创建了数据库runoob:
> use runoob
switched to db runoob
> db
runoob
>
其中db是显示当前数据库的名字
如果你想查看所有数据库，可以使用 show dbs 命令：
> show dbs
local 0.078GB
test 0.078GB
>
可以看到，我们刚创建的数据库runoob 并不在数据库的列表中， 要显示它，我们需要向 runoob 数据库插入一些数据。
插入语句后面会讲，这里的runoob不是代表的数据库，而是表runoob，如下：
而且MongoDB 中默认的数据库为 test，如果你没有创建新的数据库，集合将存放在 test 数据库中。
4.4 删除数据库
语法
MongoDB 删除数据库的语法格式如下：
db.dropDatabase()
删除当前数据库，可以使用db 命令查看当前数据库名。
实例
以下实例我们删除了数据库runoob。
首先，查看所有数据库：
> show dbs
local 0.078GB
runoob 0.078GB
test 0.078GB
接下来我们切换到数据库runoob：
> use runoob
switched to db runoob
>
执行删除命令：
> db.dropDatabase()
{ "dropped" : "runoob", "ok" : 1 }
最后，我们再通过show dbs 命令数据库是否删除成功：
> show dbs
local 0.078GB
test 0.078GB
>
4.4.1 删除数据库中集合
集合删除语法格式如下：
db.collection.drop()
实验不成功啊，为什么删除是false呢
知道为什么，中间的collection要换成具体的集合啊，如下：
其中db.col.insert({title:'MongoDB教程',description:'MongoDB是一个Nosql数据库',by:'菜鸟教程'})
是往集合col中插入一条数据，而db.col.find()是查找col集合中的东西，db.col.drop()就是删除集合col，所以要删除集合，你得知道集合的名字
4.5 插入文档
MongoDB 使用 insert() 或 save() 方法向集合中插入文档，语法如下：
db.COLLECTION_NAME.insert(document)
4.5.1 insert() 方法
插入文档有两种方式
a、直接插入
实例
以下文档可以存储在MongoDB 的 runoob 数据库 的 col集合中：
>db.col.insert({title: 'MongoDB 教程',
description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
by: '菜鸟教程',
url: 'http://www.runoob.com',
tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
likes: 100
})
以上实例中col 是我们的集合名，如果该集合不在该数据库中， MongoDB 会自动创建该集合并插入文档。
查看已插入文档：
> db.col.find()
{ "_id" : ObjectId("56064886ade2f21f36b03134"), "title" : "MongoDB 教程", "description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库", "by" : "菜鸟教程", "url" : "http://www.runoob.com", "tags" : [ "mongodb", "database", "NoSQL" ], "likes" : 100 }
>
b、将数据定义为一个变量再插入
实例
我们也可以将数据定义为一个变量，如下所示：
> document=({title: 'MongoDB 教程',
description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
by: '菜鸟教程',
url: 'http://www.runoob.com',
tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
likes: 100
});
执行后显示结果如下：
{
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}
执行插入操作：
> db.col.insert(document)
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
>
4.5.2 save()方法
插入文档你也可以使用db.col.save(document) 命令。如果不指定 _id 字段 save() 方法类似于 insert() 方法。如果指定 _id 字段，则会更新该 _id 的数据。
具体解释见4.8.2
4.6 查询文档
语法
MongoDB 查询数据的语法格式如下：
>db.COLLECTION_NAME.find()
find() 方法以非结构化的方式来显示所有文档。
如果你需要以易读的方式来读取数据，可以使用pretty() 方法，语法格式如下：
>db.col.find().pretty()
pretty() 方法以格式化的方式来显示所有文档。
实例
以下实例我们查询了集合col 中的数据：
> db.col.find().pretty()
{
"_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}
除了find() 方法之外，还有一个 findOne() 方法，它只返回一个文档。
总结：sql中查询语句select …… from …… where ……与db.col.find()的对比：
col相当于select后面的表名
db.col.find()中小括号里面是查询条件,相当于where后面的条件
4.6.1 MongoDB中where子句
MongoDB与RDBMS Where语句比较
如果你熟悉常规的SQL 数据，通过下表可以更好的理解 MongoDB 的条件语句查询：
| 操作 |
格式 |
范例 |
RDBMS中的类似语句 |
| 等于 |
{ |
db.col.find({"by":"菜鸟教程"}).pretty() |
where by = '菜鸟教程' |
| 小于 |
{ |
db.col.find({"likes":{$lt:50}}).pretty() |
where likes < 50 |
| 小于或等于 |
{ |
db.col.find({"likes":{$lte:50}}).pretty() |
where likes <= 50 |
| 大于 |
{ |
db.col.find({"likes":{$gt:50}}).pretty() |
where likes > 50 |
| 大于或等于 |
{ |
db.col.find({"likes":{$gte:50}}).pretty() |
where likes >= 50 |
| 不等于 |
{ |
db.col.find({"likes":{$ne:50}}).pretty() |
where likes != 50 |
其中likes是文档中的一个字段
4.6.2 MongoDB AND条件
MongoDB 的 find() 方法可以传入多个键(key)，每个键(key)以逗号隔开，相当于常规 SQL 的 AND 条件。
语法格式如下：
>db.col.find({key1:value1, key2:value2}).pretty()
实例
以下实例通过 by 和 title 键来查询 菜鸟教程 中 MongoDB 教程 的数据
> db.col.find({"by":"菜鸟教程", "title":"MongoDB 教程"}).pretty()
{
"_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}
以上实例中类似于WHERE 语句：WHERE by='菜鸟教程' AND title='MongoDB 教程'
4.6.3 MongoDB OR条件
MongoDB OR 条件语句使用了关键字 $or,语法格式如下：
>db.col.find(
{
$or: [
{key1: value1}, {key2:value2}
]
}
).pretty()
实例
以下实例中，我们演示了查询键 by 值为菜鸟教程或键 title 值为 MongoDB 教程 的文档。
>db.col.find({$or:[{"by":"菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}).pretty()
{
"_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}
>
4.6.4 AND 和OR 的联合使用
以下实例演示了AND 和 OR 联合使用，类似常规 SQL 语句为： 'where likes>50 AND (by = '菜鸟教程' OR title = 'MongoDB 教程')'
- 我自己写的表达上面意思的mongo查询语句
db.col.find({{"likes",{$gt:50}},{$or:[{"by":"菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}}).pretty()
出现错误：
2016-11-22T18:04:29.324+0800 E QUERY [thread1] SyntaxError: invalid property id @(shell):1:13
- 正确的mongo查询语句
db.col.find({"likes":{$gt:50},$or:[{"by":"菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}).pretty()
分析：
表达likes>50的mongo语句是："likes":{$gt:50}
而表达by = '菜鸟教程' OR title = 'MongoDB 教程’的mongo语句是：
$or:[{"by":"菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]
我错就错在：对于这两个单独的语句，外层不应该再加{}了，否则就会出错，当我把中括号去掉后，就正确了。
4.6.5 $type操作符
$type操作符是基于BSON类型来检索集合中匹配的数据类型，并返回结果。
MongoDB 中可以使用的类型如下表所示：
| 类型 |
数字 |
备注 |
| Double |
1 |
|
| String |
2 |
|
| Object |
3 |
|
| Array |
4 |
|
| Binary data |
5 |
|
| Undefined |
6 |
已废弃。 |
| Object id |
7 |
|
| Boolean |
8 |
|
| Date |
9 |
|
| Null |
10 |
|
| Regular Expression |
11 |
|
| JavaScript |
13 |
|
| Symbol |
14 |
|
| JavaScript (with scope) |
15 |
|
| 32-bit integer |
16 |
|
| Timestamp |
17 |
|
| 64-bit integer |
18 |
|
| Min key |
255 |
Query with -1. |
| Max key |
127 |
|
实例
使用find查找到集合col中有两个文档
db.col.find({"name":{$type:2}}) 是查找到name的类型为string的文档，类型对应的数字见上表。
db.col.find({"name":{$type:1}}) 是查找到name的类型为double的文档。
4.6.6 Limit()与Skip()方法
1、Limit()方法
如果你需要在MongoDB中读取指定数量的数据记录，可以使用MongoDB的Limit方法，limit()方法接受一个数字参数，该参数指定从MongoDB中读取的记录条数。
语法
limit()方法基本语法如下所示：
>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)
实例
命令db.col.find() 查找到集合col中有4个文档
命令db.col.find({},{"name":1,"_id":0}).limit(2) 仅显示前两个文档，因为limit中的参数为2，但是有意外收获：
因为我之前一直以为mongo中的查询结果显示的都是完整的文档，不知道如何显示我想选择的字段，就像命令db.col.find({},{"name":1,"_id":0}).limit(2)中find小括号中的({},{"name":1,"_id":0})，第一个花括号为空，表示查询条件没有限制，而第二个花括号中的name字段为1，表示只显示name字段，而_id字段是时刻都带着的，如果不想显示_id字段就要写上”_id”:0，而其它的字段不写那就是不显示。
2、Skip()方法
我们除了可以使用limit()方法来读取指定数量的数据外，还可以使用skip()方法来跳过指定数量的数据，skip方法同样接受一个数字参数作为跳过的记录条数。
语法
skip() 方法脚本语法格式如下：
>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)
实例
不解释那么多了，命令db.col.find({},{"name":1,"_id":0}).limit(2).skip(2) 跳过前两条，显示了后两条的数据。
4.7 更新文档
4.7.1 update()方法
update() 方法用于更新已存在的文档。语法格式如下：
db.collection.update(
{
upsert:
multi:
writeConcern:
}
)
参数说明：
- query : update的查询条件，类似sql update查询内where后面的。
- update : update的对象和一些更新的操作符（如$,$inc...）等，也可以理解为sql update查询内set后面的
- upsert : 可选，这个参数的意思是，如果不存在update的记录，是否插入objNew,true为插入，默认是false，不插入。
- multi : 可选，mongodb 默认是false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true,就把按条件查出来多条记录全部更新。
- writeConcern :可选，抛出异常的级别。
实例
我们在集合col 中插入如下数据：
>db.col.insert({
title: 'MongoDB 教程',
description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
by: '菜鸟教程',
url: 'http://www.runoob.com',
tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
likes: 100
})
接着我们通过update() 方法来更新标题(title):
>db.col.update({'title':'MongoDB 教程'},{$set:{'title':'MongoDB'}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 }) # 输出信息
> db.col.find().pretty()
{
"_id" : ObjectId("56064f89ade2f21f36b03136"),
"title" : "MongoDB",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}
>
可以看到标题(title)由原来的 "MongoDB 教程" 更新为了 "MongoDB"。
以上语句只会修改第一条发现的文档，如果你要修改多条相同的文档，则需要设置multi 参数为 true。
>db.col.update({'title':'MongoDB 教程'},{$set:{'title':'MongoDB'}},{multi:true})
4.7.2 save()方法
如上图在runoob数据库的col集合中有4个文档，它们的文档id分别为：
"_id" : ObjectId("583403ddba241767138ac9f5")
"_id" : ObjectId("58340674ba241767138ac9f6")
"_id" : ObjectId("583403ddba241767138ac9f7")
"_id" : ObjectId("583508d899840df340a96983")
如果执行db.col.save( { "name":"duguqiubai", "sex":"male", "likes":199})，并没有指定_id字段，如下：
此时save()的功能就相当于插入文档中的insert()，插入了新的文档
{ "_id" : ObjectId("58350c7099840df340a96984"), "name" : "duguqiubai", "sex" : "male", "likes" : 199 }
如果执行
db.col.save({
... "_id" : ObjectId("58350c7099840df340a96984"),
... "name":"xiaofeng",
... "ages":"35",
... "likes":"200"})
里面有_id字段，此_id字段代表的文档在col集合中是存在的，就相当于更新_id字段所代表的文档，结果如下：
你会发现，对应的_id字段的文档由duguqiubai的信息完全改为了xaiofeng的信息了。
4.8 删除文档
MongoDB remove()函数是用来移除集合中的数据。在执行remove()函数前先执行find()命令来判断执行的条件是否正确，这是一个比较好的习惯。
语法
remove() 方法的基本语法格式如下所示：
db.collection.remove(
)
如果你的MongoDB 是 2.6 版本以后的，语法格式如下：
db.collection.remove(
{
justOne:
writeConcern:
}
)
参数说明：
- query :（可选）删除的文档的条件。
- justOne : （可选）如果设为 true 或 1，则只删除一个文档。
- writeConcern :（可选）抛出异常的级别。
实例1
如上，在col集合中，name为ximenchuixue的文档有3个，如果只想删除满足条件的一个，执行db.col.remove({"name":"ximenchuixue"},1)，如下：
也即将justOne的值设置为true,如上，三个ximenchuixue的文档，我们就删除了一个
如果想全部删除，则db.col.remove({"name":"ximenchuixue"})
如上，剩余的两个ximenchuixue的文档也被删除了。
注意：显然我这里mongo用的是第一种语法格式
实例2
若想删除表中的所有数据，则为：
db.ent_record_bx_table.remove({})
意思是删除表 ent_record_bx_table 中的所有数据。
4.9 MongoDB排序
MongoDB sort()方法
在MongoDB中使用使用sort()方法对数据进行排序，sort()方法可以通过参数指定排序的字段，并使用 1 和 -1 来指定排序的方式，其中 1 为升序排列，而-1是用于降序排列。
语法
sort()方法基本语法如下所示：
>db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})
实例
命令db.col.find({},{"name":1,"_id":0}).sort({"name":1}) 将文档按照name值进行升序排列
4.9 MongoDB索引
以后如果有需要的话再看
4.10 MongoDB复制原理
MongoDB复制是将数据同步在多个服务器的过程。
复制提供了数据的冗余备份，并在多个服务器上存储数据副本，提高了数据的可用性，并可以保证数据的安全性。
4.10.1 MongoDB复制原理
mongodb的复制至少需要两个节点。其中一个是主节点，负责处理客户端请求，其余的都是从节点，负责复制主节点上的数据。
mongodb各个节点常见的搭配方式为：一主一从、一主多从。
主节点记录在其上的所有操作，从节点定期轮询主节点获取这些操作，然后对自己的数据副本执行这些操作，从而保证从节点的数据与主节点一致。
MongoDB复制结构图如下所示：
以上结构图中，客户端从主节点读取数据，在客户端写入数据到主节点，主节点与从节点进行数据交互保障数据的一致性。
4.10.2 副本集特征
a N个节点的集群
b 任何节点可作为主节点
c 所有写入操作都在主节点上
d 自动故障转移
e 自动恢复
以上例子，部分摘自菜鸟教程，在此表示感谢