野心勃勃的NoSQL新贵 MongoDB应用实战

2011年04月18日00:00 it168网站原创 作者：王文龙 编辑： 董建伟 评论： 3条

本文Tag： NoSQL 数据库

　　【IT168 技术】MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库，由C++语言编写，旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。其名字来自 humongous这个单词的中间部分，从名字可见其野心所在就是海量数据的处理。本文是一个MongoDB的入门级教程，手把手的教会读者使用 MongoDB，并将学习过程中可能遇到的问题一一列举。本文不是用长篇的文字来理论性描述MongoDB的各方面知识，而是用图文并茂的方法来讨论 MongoDB，希望用最短的时间使开发人员熟悉MongoDB。

　　一、MongoDB简介

　　2011年将被记住，因为这一年SQL将死；这一年，关系数据库从一线退下；这一年开发人员发现他们没必要为了持久化数据，而将每个对象转化为表格结构。

　　2011年是文档数据库的一年，尽管一直在稳步发展势头，通过过去八年多的发展，现在有各种稳定的文档数据库——从基于亚马逊和谷歌的云，到各种开放源码工具，尤其是MongoDB。

　　那么，MongoDB是什么?这里的五件事是每个开发人员应该知道的：

　　　　• MongoDB是一个独立的服务器；
　　　　• 它是基于文档的，而不是基于表格的；
　　　　• 它是非结构化的；
　　　　• 不必去学习另一种查询语言；
　　　　• 它具有强大的主流开发语言支持，如 C#、C++、Java、PHP、Perl、Python、Ruby。

　　1、MongoDB 是一个独立的服务器

　　如MySQL或PostgreSQL一样，MongoDB提供侦听端口以便接入。它提供了用于查询，创建，更新和删除的工具。从理论上讲，你使用它的工作方式与你使用MySQL或PostgreSQL的工作方式相同：连接，执行任务，并关闭连接。

　　2、MongoDB是非结构化的

　　MongoDB 没有结构化语言。如果你想创建一个新的文档类型，你不用做任何事来告诉数据库关于这些数据的结构，而仅仅是存到数据库中即可。

　　简单的说，MongoDB使用类似JavaScript或PHP的类型处理方式。也就是说，数据库是灵活的弱类型。

　　虽然有一些数据是有限制条件的(大块的数据可能需要一些明确的处理)，但在大多数情况下，你可以像写PHP代码一样编写你的MongoDB代码。

　　3、不必去学习另一种查询语言

　 　还记得这些你写的数据库抽象层吗?还记得那些你处理过的ORM层吗?现在，你可以将它们全部丢弃。在MongoDB中你不需要他们。MongoDB没有 很多查询语句。在大多数情况下，只需给它一个数组指定你想要的信息，然后它会给你返回文档的数组。如果你想运行一些非常复杂的查询(如Map- Reduce操作)，可以向MongoDB传递JavaScript，其内部的JavaScript引擎可以解析这个脚本。

　　4、MongoDB是神速的

　　开发时间也短，因为没有结构需要管理和很少(如果有的话)的数据映射。

　　学习曲线很平滑，因为没有新的查询语言学习。代码是简洁的。毕竟，无须任何其他ORM，封装可以非常简单。你的代码是未来的保证。向你的对象增加更多的字段是很轻松的。因此，需求变化了，你可以很快修改代码以便适应。

　　MongoDB足以让我意识到它有改变游戏规则的潜力。这也是让大家主张使用新一代的文档数据库代替基于SQL的关系数据库的原因。将关系数据库留在尘土里，更可能的是让它们做它们能做好的事情：存储属于行和表的数据。

　　二、MongoDB服务器安装

　　MongoDB的官方下载站是http://www.mongodb.org/downloads，可以去上面下载最新的程序下来。在下载页面可以看到，对操作系统支持很全面，OS X、Linux、Windows、Solaris都支持，而且都有各自的32位和64位版本。目前的稳定版本是1.8.1版本。

▲点击图片查看大图

　　注意：

　　1. MongoDB 1.8.1 Linux版要求glibc必须是2.5以上，所以需要先确认操作系统的glibc的版本，笔者最初用Linux AS 4安装不上，最后用的是RHEL5来安装才成功的；

　　2. 在32位平台MongoDB不允许数据库文件(累计总和)超过2G，而64位平台没有这个限制。本文都是采用32位系统。

　　1、Windows版本安装

　　(1)、下载MongoDB

　　url地址: http://downloads.mongodb.org/win32/mongodb-win32-i386-1.8.1.zip

　　(2)、设置MongoDB目录

　　将其解压到 d:\，再重命名为mongodb，路径为d:\mongodb

　　(3)、设置数据文件路径

　　在d:盘建一个db文件夹，路径d:\db

　　(4)、启动MongoDB服务

　　进入 cmd 提示符控制台，D:\mongodb\bin\mongod.exe --dbpath=d:\data\db

D:\mongodb\bin > D:\mongodb\bin\mongod -- dbpath=d:\data\db
Sun Apr 10 22 : 34 : 09 [ initandlisten ] MongoDB starting : pid = 5192 port = 27017 dbpat
h = d:\data\db 32 - bit
** NOTE: when using MongoDB 32 bit , you are limited to about 2 gigabytes of data
**        see http: // blog.mongodb.org / post / 137788967 / 32 - bit - limitations
**        with -- dur, the limit is lower
Sun Apr 10 22 : 34 : 09 [ initandlisten ] db version v1. 8.1 , pdfile version 4.5
Sun Apr 10 22 : 34 : 09 [ initandlisten ] git version: a429cd4f535b2499cc4130b06ff7c26
f41c00f04
Sun Apr 10 22 : 34 : 09 [ initandlisten ] build sys info: windows ( 5 , 1 , 2600 , 2 , ' Ser
vice Pack 3 ' ) BOOST_LIB_VERSION = 1_ 35
Sun Apr 10 22 : 34 : 09 [ initandlisten ] waiting for connections on port 27017
Sun Apr 10 22 : 34 : 09 [ websvr ] web admin interface listening on port 28017

 　　MongoDB服务端的默认连接端口是 27017

　　(5)、将MongoDB作为 Windows 服务随机启动

　　先创建D:\mongodb\logs\mongodb.log文件，用于存储MongoDB的日志文件, 再安装系统服务：

D:\mongodb\bin\mongod -- dbpath=d:\data\db --logpath=d:\mongodb\logs\mongodb.log --install
D:\mongodb\bin > D:\mongodb\bin\mongod -- dbpath=d:\data\db --logpath=d:\mongodb\lo
gs\mongodb. log -- install
all output going to : d:\mongodb\logs\mongodb. log
Creating service MongoDB.
Service creation successful.
Service can be started from the command line via ' net start "MongoDB" ' .
D:\mongodb\bin > net start mongodb
Mongo DB 服务已经启动成功。
D:\mongodb\bin >

 　　(6)、客户端连接验证

　　新打开一个CMD输入：d:\mongodb\bin\mongo，如果出现下面提示，那么您就可以开始MongoDB之旅了：

D:\mongodb\bin > d:\mongodb\bin\mongo
MongoDB shell version: 1.8 . 1
connecting to : test
>

 　　(7)、查看MongoDB日志

　　查看D:\mongodb\logs\mongodb.log文件，即可对MongoDB的运行情况进行查看或排错了：

　　这样就完成了Windows平台的MongoDB安装。

　　2、Linux版安装

　　(1)、下载MongoDB

　　curl -O http://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-i686-1.8.1.tgz

　　(2)、设置MongoDB目录

　　将其解压到/Apps，再重命名为mongodb，路径为/Apps/mongodb

　　(3)、设置数据文件路径

　　建立/data/db的目录, mkdir –p /data/db

　　(4)、启动MongoDB服务

　　/Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db

[ root@localhost ~ ] # / Apps / mongodb / bin / mongod -- dbpath=/data/db
Sun Apr   8 22 : 41 : 06 [ initandlisten ] MongoDB starting : pid = 13701 port = 27017 dbpath =/ data / db 32 - bit
** NOTE: when using MongoDB 32 bit , you are limited to about 2 gigabytes of data
**        see http: // blog.mongodb.org / post / 137788967 / 32 - bit - limitations
**        with -- dur, the limit is lower
Sun Apr   8 22 : 41 : 06 [ initandlisten ] db version v1. 8.1 , pdfile version 4.5
Sun Apr   8 22 : 41 : 06 [ initandlisten ] git version: a429cd4f535b2499cc4130b06ff7c26f41c00f04
Sun Apr   8 22 : 41 : 06 [ initandlisten ] build sys info: Linux bs - linux32.10gen.cc 2.6 . 21.7 - 2 .fc8xen # 1 SMP Fri Feb 15 12 : 39 : 36 EST 2008 i686 BOOST_LIB_VERSION = 1_ 37
Sun Apr   8 22 : 41 : 06 [ initandlisten ] waiting for connections on port 27017
Sun Apr   8 22 : 41 : 06 [ websvr ] web admin interface listening on port 28017

 　　MongoDB 服务端的默认连接端口是 27017

　　(5)、将MongoDB作为 Linux 服务随机启动

　　先创建/Apps/mongodb/logs/mongodb.log文件，用于存储MongoDB的日志文件

　　vi /etc/rc.local, 使用vi编辑器打开配置文件，并在其中加入下面一行代码

　　/Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db --logpath=/Apps/mongodb/logs/mongodb.log

　　(6)、客户端连接验证

　　新打开一个Session输入：/Apps/mongodb/bin/mongo，如果出现下面提示，那么您就可以开始mongo之旅了

[ root@localhost ~ ] # / Apps / mongodb / bin / mongo
MongoDB shell version: 1.8 . 1
connecting to : test
>

 　　(7)、查看MongoDB日志

　　查看/Apps/mongodb/logs/mongodb.log文件，即可对MongoDB的运行情况进行查看或排错了

[ root@localhost logs ] # pwd
/ Apps / mongodb / logs
[ root@localhost logs ] # ll
总计 0
- rw - r -- r-- 1 root root 0 04-08 20:15 mongodb.log
[ root@localhost logs ] #

 　　这样就完成了Linux平台的MongoDB安装。

　三、MongoDB客户端访问 – Shell方式

　　MongoDB是MongoDB自带的交互式Javascript shell，用来对MongoDB进行操作和管理的交互式环境。

　　使用 "./mongo --help" 可查看相关连接参数，下面将从常见的操作，如插入，查询，修改，删除等几个方面阐述MongoDB shell的用法

　　1、插入记录

> use my_mongodb
switched to db my_mongodb
> db. user . insert ({uid: 1 ,username:"Tom",age: 25 });
> db. user . insert ({uid: 2 ,username:"Jerry",age: 25 });
>

 　　本例向数据库my_mongodb的表user中插入了2条记录。MongoDB会隐式的创建数据库my_mongodb和表user，所以这个例子没有建库和建表的过程，可以通过show dbs和show collections来查看数据库及表，具体如下：

> show dbs
admin   (empty)
local   (empty)
my_mongodb       0 .0625GB     -- -隐式创建的数据库
> show collections
system.indexes
user                          -- -隐式创建的表
>

　　2、查询记录

　　查询表中的全部记录：

>   db. user .find();
{ "_id" : ObjectId("4f81a49b779282ca68fd8a59"), "uid" : 1 , "username" : "Tom", "age" : 25 }
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2 , "username" : "Jerry", "age" : 25 }
>

 　　查询用户名是 ”Jerry” 记录：

> db. user .find({username:"Jerry"});
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2 , "username" : "Jerry", "age" : 25 }
>

 　　3、修改记录

　　将用户ID是2的记录的年龄修改为100：

> db. user . update ({uid: 2 },{$ set :{age: 100 }}) ;
>

 　　查询一下是否改过来了：

>   db. user .find({uid: 2 });
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2 , "username" : "Jerry", "age" : 100 }
>

 　　4、删除记录

　　将用户ID是1的记录从表user中删除：

> db. user .remove({uid: 1 });
> db. user .find();
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2 , "username" : "Jerry", "age" : 100 }
>

 　　经验证，该记录确实被删除了。

　　MongoDB Shell的用法丰富且简单易懂，大家有兴趣可以到官网上去详细了解一下。

　四、MongoDB客户端访问 – C#

　　接下来我们要开始最简单的MongoDB连接，访问数据之旅了。MongoDB提供各种主流与非主流语言的开发驱动，以便适应各个方向的开发人员。

　　1、下载驱动

　　C#驱动的下载地址为:

　　https://github.com/downloads/mongodb/mongo-csharp-driver/CSharpDriver-1.0.0.4098.zip

　　将其解压到D:\mongodb\drivers\目录下，其中有2个重要的dll文件

　　　　MongoDB.Bson.dll --序列化、Json相关
　　　　MongoDB.Driver.dll --驱动

　　2、添加引用

　　新建一个C#的项目，添加引用，将上面两个dll文件引入到项目里面：

　　3、代码解析

　　下面以一个插入的操作为例，来一步一步解释代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System. Text ;
// 添加命名空间
using MongoDB.Bson;
using MongoDB.Driver;
namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main(string [] args)
        {
             // MongoDB服务器连接串
            string connectionString = "mongodb: // 192.168 . 1.103 ";
            MongoServer server = MongoServer. Create (connectionString);
             // 连接到 mongodb_c_demo 数据库
            MongoDatabase db = server.GetDatabase("mongodb_c_demo");
             // 获取集合 fruit
            MongoCollection collection = db.GetCollection("fruit");
             // 创建对象 fruit_1
            BsonDocument fruit_1 = new BsonDocument
            {
              { "name", "apple" },
              { "color", "red" }
            };
             // 创建对象 fruit_2
            BsonDocument fruit_2 = new BsonDocument
            {
              { "name", "banana" },
              { "color", "yellow" }
            };
             // 将对象 fruit_1 放到集合 fruit 中
            collection. Insert (fruit_1);
             // 将对象 fruit_2 放到集合 fruit 中
            collection. Insert (fruit_2);
             // 以上代码完成的就是向fruit表中插入2条数据，用mysql的语法解释即
             // insert into mongodb_c_demo.fruit (name, color)
             // values ( ' apple ' , ' red ' ), ( ' banana ' , ' yellow ' );
        }
    }
}

　　4、通过MongoDB Shell来验证是否插入：

> use mongodb_c_demo
switched to db mongodb_c_demo
> db.fruit.find();
{ "_id" : ObjectId("4da1c5fdfad96211a08f5752"), "name" : "apple", "color" : "red" }
{ "_id" : ObjectId("4da1c5fdfad96211a08f5753"), "name" : "banana", "color" : "yellow" }
>