MongoDB：常见的面试题和答案

1. 什么是MongoDB？

MongoDB是一种非关系型数据库，被广泛用于大型数据存储和分布式系统的构建。MongoDB支持的数据模型比传统的关系型数据库更加灵活，支持动态查询和索引，也支持BSON格式的数据存储，这种格式可以支持读取和写入大量的数据。

2. MongoDB的优势是什么？

MongoDB的优势主要包括：

• 灵活的数据模型：MongoDB支持动态查询和索引，可以支持更大的数据集。
• 分布式扩展：MongoDB可以轻松地横向扩展，支持跨多个服务器分布数据，实现高可用性和负载均衡。
• 大规模数据存储：MongoDB支持海量数据存储，提供非常高的性能和可扩展性。
• 易于使用：MongoDB提供简单的命令行工具和可视化界面，支持多种编程语言，易于使用和自定义。

3. MongoDB的工作原理是什么？

MongoDB基于JSON格式存储数据，并使用BSON格式处理数据。它支持多个数据节点的分布式存储，每个数据节点都可以独立扩展。MongoDB可以自动化控制数据的复制和故障转移。需要注意的是，MongoDB不支持跨节点的事务。

4. MongoDB的数据存储格式是什么？

MongoDB将数据存储为对应的BSON格式文件，这个文件是二进制的，可以通过MongoDB提供的命令行工具进行读取和写入。BSON是Binary JSON的缩写，是JSON的一种扩展，能够更快地将数据存储和读取到MongoDB数据库中。

5. 什么是MongoDB索引？

MongoDB索引是为一个或者多个文档字段创建的数据结构，能够帮助MongoDB更加快速地执行查询操作。索引可以被定义为唯一的，如果这样定义，MongoDB将确保所有的值都不同。MongoDB支持单边和多边索引，可以深度嵌套和数组字段的嵌套索引。

使用db.collection.createIndex()在集合中创建一个索引

6. 如何优化MongoDB查询性能？

MongoDB查询性能可以优化的方法包括：

• 为查询字段创建索引：在查询频繁的字段上创建索引，能够提高查询速度。
• 限制查询结果的数量：可以使用skip()和limit()方法分页，减少查询结果大小。
• 只查询需要的字段：使用projection或者特定字段查询的方式，避免查询所有字段，减少网络传输带宽。
• 使用聚合查询：使用聚合查询代替多个单独的查询语句，可以提高性能。
• 为数据结构优化设计：为了优化结构设计，尽可能减少重复的数据。

7. MongoDB的复制如何工作？

MongoDB的复制工作是基于主从复制实现的。其中一个节点被定义为主节点，使用replica set的方式，其他的节点被定义为备份节点，数据会进行实时同步。在某些情况下，主节点可能会失效或消失，这时候从节点将被提升为主节点继续工作。

8. MongoDB的副本集是什么？

MongoDB的副本集是一组备份节点，用于实现高度的可用性。副本集维护多个数据节点，其中的一个被定义为主节点，其他的节点都被定义为备份节点。如果主节点在崩溃，选择另外一个节点作为主节点。

9. 如何区分MongoDB和关系型数据库？

MongoDB相较关系型数据库有以下几个显著的不同点：

• 数据结构不同：MongoDB使用文档形式存储数据，而关系型数据库使用表这种结构体来存储数据。
• 索引不同：MongoDB支持的索引比关系型数据库更加灵活。
• 分布式和可扩展性强：MongoDB具有高度的可扩展性和分布式数据库的特性，能够支持海量数据存储。而关系型数据库的可扩展性较差，虽然引入到分布式系统，但是需要较多的数据库连接和配置。

10. 什么是MongoDB的聚合函数？

MongoDB的聚合函数用于对文档进行分组和汇总操作，支持对数据进行复杂计算和处理。聚合函数对于数据分析和统计非常有用，通过数据分组可以更快的获取收集数据中的关键信息。聚合函数可以支持多个匹配条件，同时也可以支持分组计算，并提供了丰富可运算算法和运算符支持。

db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)

11. MongoDB成为最好NoSQL数据库的原因是什么?

以下特点使得MongoDB成为最好的NoSQL数据库：

• 面向文件的
• 高性能
• 高可用性
• 易扩展性
• 丰富的查询语言

12. 在哪些场景使用MongoDB？

• 大数据
• 内容管理系统
• 移动端Apps
• 数据管理

13. MongoDB支持哪些数据类型

• String
• Integer
• Double
• Boolean
• Object
• Object ID
• Arrays
• Min/Max Keys
• Datetime
• Code
• Regular Expression等

14.如何查询集合中的文档

db.collectionName.find({key:value})

15. 用什么方法可以格式化输出结果

db.collectionName.find().pretty()

16. 更新数据

db.collectionName.update({key:value},{$set:{newkey:newValue}})

17. 如何删除文档

db.collectionName.remove({key:value})

18. 在MongoDB中如何排序

并使用 1 和 -1 来指定排序方式，其中 1 表示升序，而 -1 表示降序。

db.connectionName.find({key:value}).sort({columnName:1})

19. 如何理解MongoDB中的GridFS机制，MongoDB为何使用GridFS来存储文件？

GridFS是一种将大型文件存储在MongoDB中的文件规范。使用GridFS可以将大文件分隔成多个小文档存放，这样我们能够有效的保存大文档，而且解决了BSON对象有限制的问题

20. 索引类型有哪些？

• 单字段索引(Single Field Indexes)
• 复合索引(Compound Indexes)
• 多键索引(Multikey Indexes)
• 全文索引(text Indexes)
• Hash 索引(Hash Indexes)
• 通配符索引(Wildcard Index)
• 2dsphere索引(2dsphere Indexes)

21. 复制集节点类型有哪些？

• 优先级0型(Priority 0)节点
• 隐藏型(Hidden)节点
• 延迟型(Delayed)节点
• 投票型(Vote)节点以及不可投票节点

22. 更新操作立刻fsync到磁盘?

不会,磁盘写操作默认是延迟执行的.写操作可能在两三秒(默认在60秒内)后到达磁盘.例如,如果一秒内数据库收到一千个对一个对象递增的操作,仅刷新磁盘一次.

23. 我怎么查看 Mongo 正在使用的链接?

db._adminCommand("connPoolStats");

24. MongoDB支持存储过程吗？如果支持的话，怎么用？

MongoDB支持存储过程，它是javascript写的，保存在db.system.js表中。

25.如果一个分片（Shard）停止或很慢的时候，发起一个查询会怎样？

如果一个分片停止了，除非查询设置了“Partial”选项，否则查询会返回一个错误。如果一个分片响应很慢，MongoDB会等待它的响应。

26. 分片(sharding)和复制(replication)是怎样工作的?

每一个分片(shard)是一个分区数据的逻辑集合。分片可能由单一服务器或者集群组成，我们推荐为每一个分片(shard)使用集群。

27. 数据在什么时候才会扩展到多个分片(shard)里?

MongoDB 分片是基于区域(range)的。所以一个集合(collection)中的所有的对象都被存放到一个块(chunk)中。只有当存在多余一个块的时候，才会有多个分片获取数据的选项。现在，每个默认块的大小是 64Mb，所以你需要至少 64 Mb 空间才可以实施一个迁移。

28. 什么是master或primary?

它是当前备份集群(replica set)中负责处理所有写入操作的主要节点/成员。在一个备份集群中，当失效备援(failover)事件发生时，一个另外的成员会变成primary。

29. 什么是secondary或slave?

Seconday从当前的primary上复制相应的操作。它是通过跟踪复制oplog(local.oplog.rs)做到的。

30. 你怎么比较MongoDB、CouchDB及CouchBase?

MongoDB和CouchDB都是面向文档的数据库。MongoDB和CouchDB都是开源NoSQL数据库的最典型代表。 除了都以文档形式存储外它们没有其他的共同点。MongoDB和CouchDB在数据模型实现、接口、对象存储以及复制方法等方面有很多不同。

细节可以参见下面的链接：

MongDB vs CouchDB

CouchDB vs CouchBase