MongoDB（2）

一、数据库操作

案例需求

存档文章评论的数据库放到MongoDB中，数据结构参考如下

数据库：articledb

字段名称	字段含义	字段类型	备注
_id	ID	Objected或string	主键
articleid	文章ID	string
content	评论内容	string
userid	评论人id	string
nickname	评论人昵称	string
createdatetime	评论发日期时间	date
likenum	点赞数	int
replynum	回复数	int
state	状态	string	0：不可见 1：可见
parentid	上级id	string	如果为0表示为文章顶级评论

选择和创建数据库

选择和创建数据库的语法格式

use 数据库名称

如果数据库不存在则自动创建，例如，以下语句创建articledb数据库

use articledb

查看有权限查看的所有数据库命令

show dbs
或
show databases

注意：在MongoDB中，集合只有在内容插入后才会创建！就是说，创建集合（数据表）后要插入一个文档（记录），集合才会真正创建

查看当前正在使用的数据库命令

db

MongoDB中默认的数据库为test，如果你没有选择数据库，集合将存放在test数据库中。

数据库名必须满足以下条件

1. 不能是空字符串（”“）
2. 不得含有’ ‘（空格）、.、$、/、\和\0（空字符）。
3. 应全部小写。
4. 最多64字节

有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库

• admin：从权限的角度来看，这是’root‘数据库。要素将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
• local：这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合，local库是MongoDB的系统库，记录着时间戳、索引和复制集等信息
• config：当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息

数据库的删除

MongoDB删除数据库的语法格式如下

# 先进入到要删除的数据库
db.dropDatabase()
# 主要用来删除已经持久化的数据库

集合操作

集合，类似于关系型数据库中的表

可以显示的创建，也可以隐式的创建

• 显示的创建（了解）

# 先进入到某个数据库下
db.createCollection(name)

参数说明

• name：要创建的集合名称

例如：创建一个名为mycollection的普通集合

db.createCollection(mycollection)

查看当前库中的表，show tables命令

show collections
或
show tables

集合的命名规范：

1. 集合名不能是空字符串”“
2. 集合名不能含有\0字符（空字符），这个字符表示集合名的结尾。
3. 集合名不能以”system.“开头，这是为系统集合保留的前缀
4. 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。

• 集合的隐式创建
  • 当向一个集合中插入一个文档的时候，如果集合不存在，则会自动创建集合
  • 通常我们使用隐式创建文档即可

集合的删除

集合删除的语法格式如下

db.集合.drop()

返回值

• 如果成功删除选定集合，则drop()方法返回true，否则返回false

例如：要删除mycollection集合

db.mycollection.drop()

文档基本CRUD

create read update delete

文档（document）的数据结构和JSON基本一样

所有存储在集合中的数据都是BSON格式

文档的插入(增)

• 单个文档插入
  使用insert()或save()方法向集合中插入文档，语法如下

db.collection.insert(
	<document or array of documents>,
{
    writeConcern:<document>,
    ordered:<boolean>
    }
)

• 参数
  • document
    • 要插入到集合中的文档或文档数组。（json格式）
  • writeConcern
    • 插入选择的性能与可靠性级别
  • ordered
    • 是否排序

db.comment.insert(
{
    "articleid":"10000",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1001",
    "nickname":"www",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(10),
    "state":null
    }
)

• 提示
  • comment集合如果不存在，则会隐式创建
  • mongo中的数字，默认情况下是double类型，如果要存整数型，必须使用函数NumberInt
  • 插入当前日期使用new Date()
  • 插入的数据没有指定_id，会自动生成主键值
  • 如果某字段没值，可以复制为null，或不写该字段
• 执行成功后会出现如下成功提示

WriteResult({"nInserted":1})

• 批量插入

db.collection.insertMany(
	[<document 1>, <document 2>, ...],
{
    writeConcern:<document>,
    ordered:<boolean>
    }
)

参数

• document
  • 要插入到集合中的文档或文档数组。（json格式）
• writeConcern
  • 插入选择的性能与可靠性级别
• ordered
  • 是否排序

db.comment.insertMany([
	{
    "_id":"1",
    "articleid":"10001",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1002",
    "nickname":"wdw",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(10),
    "state":"1"
    },
    {
    "_id":"2",
    "articleid":"10002",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1003",
    "nickname":"wd",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(100),
    "state":"1"
    },
    {
    "_id":"3",
    "articleid":"10003",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1004",
    "nickname":"wd5",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(100),
    "state":"1"
    }
])

• 插入成功之后可以看到

{"acknowleged":true, "nInserteds":["1","2","3"]}

文档的基本查询（查）

db.collection.find(<query>,[projection])

• 参数
  • query
    • 可选，使用查询运算符指定选择筛选器。若要返回集合中的所有文档，就不填
  • projection
    • 可选，指定要在与查询筛选器匹配的文档中返回的字段。若要返回匹配文档中的所有字段，就不填

db.comment.find()
# 查询所有
db.comment.find({})
# 查询所有
db.comment.find().pretty()
# 并且以json格式显示

这里你会发现每条文档会有一个叫_id的字段，这个相当于我们原来关系型数据库中表的主键，当你在插入文档的时候没有指定该字段，MongoDB就会自动创建，其类型是ObjectID类型

如果我们在插入文档记录时指定该字段也可以，其类型可以是ObjectID类型，也可以是MongoDB支持的任意类型。

db.comment.find({userid:"1003"}).pretty()
# 查询指定字段
db.comment.findOne({'state':'1'})
# 只显示查询到的第一个记录

• 投影查询
  • 如果要查询结果返回部分字段，则需要使用投影查询（不显示所有字段，只显示指定的字段）

db.comment.find({userid:"1003"},{"likenum":1,"nickname":1}).pretty()
# 只显示likenum和nickname字段，1是显示
db.comment.find({userid:"1002"},{"likenum":0}).pretty()
# 显示的时候隐藏likenum字段，0是不显示
db.comment.find({},{"likenum":1,"nickname":1}).pretty()
# 查询所有，但是只显示likenum和nickname字段

• 如果某条数据插入失败，将会终止插入，但已经插入成功的数据不会回滚掉
• 因为批量插入由于数据较多容易出现失败，因此，可以使用try catch进行异常捕捉处理，测试的时候可以不处理

try{
  db.comment.inserMany([
	{
    "_id":"1",
    "articleid":"10001",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1002",
    "nickname":"wdw",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(10),
    "state":"1"
    },
    {
    "_id":"2",
    "articleid":"10002",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1003",
    "nickname":"wd",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(100),
    "state":"1"
    },
    {
    "_id":"3",
    "articleid":"10003",
    "content":"今天我们来学习mongodb",
    "userid":"1004",
    "nickname":"wd5",
    "createdatetime":new Date(),
    "likenum":NumberInt(100),
    "state":"1"
    }
])
}catch(e){
	print(e);
}

文档的更新（改）

db.collection.update(query, update, options)
db.collection.update(
	<query>,
    <update>,
    {
      upsert: <boolean>,
      multi: <boolean>,
      writeConcern: <document>,
      collation: <document>,
      arrayFilters: [ <filterdocument1>, ... ],
      hint: <document|string>
    }
)

• 参数
  • query
    • 更新的选择条件
  • update
    • 要应用的修改
  • upsert
    • 可选，如果设置为true，则在没有与查询条件匹配的文档时创建新文档，默认为false，在没有与查询条件匹配的情况下不会插入新文档
  • multi
    • 可选，如果设置为true，则更新符合查询条件的多个文档，如果设置为false，则更新一个文档，默认值为false
  • writeConcern
    • 可选，表示写问题的文档，抛出异常的级别
  • collation
    • 可选，指定要用于操作的校对规则例如字母大小写和重音标记规则
  • arrayFilters
  • hint
    • 可选，指定用于支持查询索引的文档或字符串
• 覆盖修改

db.comment.update({"_id":"1"},{likenum:NumberInt(1001)})
# 修改_id为1的记录，点赞量为1001
db.comment.find({"_id":"1"})
# 查看这条记录，发现update是覆盖修改

• 局部修改

db.comment.update({"_id":"2"},{$set:{likenum:NumberInt(889)}})
# 修改_id为2的记录，点赞量为889
db.comment.find({"_id":"2"}).pretty()
# 查看这条记录，发现update是局部修改

• 批量修改
  • 修改所有点赞量为1000的昵称为灭霸

db.comment.update({likenum:NumberInt(1000)},{$set:{nickename:"灭霸"}})
db.comment.find({}).pretty()
# 默认情况下只修改第一条数据
db.comment.update({likenum:NumberInt(1000)},{$set:{nickename:"灭霸"}},{multi:true})
# 修改所有符合条件的记录
db.comment.find({}).pretty()

• 列值增长的修改
  • 如果我们想实现对某列值在原有值的基础上进行增加或减少，可以使用$inc运算符来实现

db.comment.update({_id:"3"},{$inc:{likenum:NumberInt(1)}})
# 把_id为3的点赞数加一
db.comment.find({_id:"3"}).pretty()

删除文档（删）

db.集合名称.remove(条件)

• 删除文档示例

db.comment.remove({})
# 删除comment集合下的所有数据
db.comment.remove({_id:"1"})
# 删除_id=1的记录

文档的分页查询

统计查询

db.collection.count(query,options)

• 参数
  • query
    • 查询选择条件
  • options
    • 可选，用于修改计数的额外选项

db.comment.count()
# 统计comment集合的所有记录数
db.comment.count({userid:"1002"})
# 统计userid为1002的记录条数

分页列表查询

可以使用limit()方法来读取指定数量的数据，使用skip()方法来跳过指定数量的数据

db.collection.find().limit(number).skip(number)

• 示例

db.comment.find().limit(3)
# 获取三条记录
db.comment.find().skip(3)
# 从第四个记录开始获取

• 模拟网站获取信息

db.comment.find().skip(0).limit(2)
# 第一页
db.comment.find().skip(2).limit(2)
# 第二页
db.comment.find().skip(4).limit(2)
# 第三页

排序查询

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为升序排序，而-1是用于降序排序。

db.collection.find().sort({key:1})
或
db.collection.find().sort(排序方式)

对userid降序排序，并对访问量进行升序排序

db.comment.find().sort({userid:-1,likenum:1})
# -1是降序排序，1是升序排序

• 提示：skip()，limit()，sort()三个放在一起执行的时候，执行的顺序是先sort()，然后是skip()，最后是显示的limit()，和命令编写顺序无关

文档的更多查询

正则的复杂条件查询

MongoDB的模糊查询是通过正则表达式的方式实现的，格式为：

db.collection.find({field:/正则表达式/})
或
db.集合.find({字段:/正则表达式/})

• 案例

db.comment.find({content:/歌声/})
# 查找内容里面包含歌声的
db.comment.find({content:/^什么/})
# 查找以什么开头的

比较查询

• 比较查询使用的符号
  • $gt：大于
  • $lt：小于
  • $gte：大于等于
  • $lte：小于等于
  • $ne：不等于
• 示例

db.comment.find({likenum:{$gt:NumberInt(700)}})
# 查询喜欢数大于700的记录

包含查询

包含使用$in操作符

db.comment.find({userid:{$in:["1003","1004"]}})
# 查询评论的集合中userid字段包含1003或1004的文档
db.comment.find({userid:{$nin:["1003","1004"]}})
# 不包含

条件连接查询

• 查询同时满足两个以上条件

db.comment.find({$and:[{likenum:{$gt:NumberInt(700)}},{likenum:{$lt:NumberInt(2000)}}]})
# 查询评论集合中likenum大于等于700并且小于2000的文档
db.comment.find({$or:[{userid:"1003"},{likenum:{$lt:NumberInt(1000)}}]})
# 查询评论集合中userid为1003，或者点赞数小于1000的文档记录

常用命令小结

选择切换数据库：use articledb
插入数据：db.comment.insert({bson数据})
查询所有数据：db.comment.find()
条件查询：db.comment.find({条件})
查询符合条件的第一条记录：db.comment.findOne({条件})
查询符合条件的前几条记录：db.comment.find({条件}).limit(条数)
查询符合条件的跳过的记录：db.comment.find({条件}).skip(条数)
修改数据：db.comment.update({条件},{修改后的数据})或db.comment.update({条件},{$set:{要修改部分的字段：数据}})
修改数据并自增某字段值：db.comment.update({条件},{$inc:{自增的字段:步进值}})
删除数据：db.comment.remove({条件})
统计查询：db.comment.count({条件})
模糊查询：db.comment.find({字段名：/正则表达式/})
条件比较查询：db.comment.find({字段名:{$gt:值}})
包含查询：db.comment.find({字段名:{$in:[值1, 值2]}}) 或db.comment.find({字段名:{$nin:[值1, 值2]}})
条件连接查询：db.comment.find({$and:[{条件1}, {条件2}]}) 或db.comment.find{$or:[{条件1}, {条件2}]}

二、索引

概述

索引支持在MongoDB中高效地执行查询。如果没有索引，MongoDB必须执行全集合扫描，即扫描集合中的每个文档，以选择与查询语句 匹配的文档。这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别是在处理大量的数据时，查询可以要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非常致命的。

如果查询存在适当的索引，MongoDB可以使用该索引限制必须检查的文档数。索引是特殊的数据结构，它以易于遍历的形式存储集合数据集的一小部分。索引存储特定字段或一组字段的值，按字段值排序。索引项的排序支持有效的相等匹配和基于范围的查询操作。此外，MongoDB还可以使用索引中的排序返回排序结果

单字段索引

• MongoDB支持在文档的单个字段上创建用户定义的升序/降序索引，称为单字段索引（Single Field Index）
• 对于单个字段索引和排序操作，索引键的排序顺序（即升序或降序）并不重要，因为MongoDB可以在任何方向上遍历索引。

复合索引

• MongoDB还支持多个字段的用户定义索引，即复合索引（Compound Index）
• 复合索引中列出的字段顺序具有重要意义，例如，如果复合索引由{userid:1, score:-1}组成，则索引首先按userid正序排序，然后在每个userid的值内，再按照score倒序排序。

其他索引

• 地理空间索引(Geospatial Index)、文本索引(Text Indexes)、哈希索引(Hashed Indexes)

索引的管理操作

索引的查看

db.collection.getIndexes()

• 示例

db.comment.getIndexes()

索引的创建

db.comment.createIndex(keys, options)

• 参数
  • keys
    • 包含字段和值对的文档，其中字段是索引键，描述该字段的索引类型
    • 对于字段的上升索引，请指定为1，对于降序指定为-1，比如{字段，1}
  • options
    • 可选，包含一组控制索引创建的选项的文档

选项	类型	描述
background	布尔	是否再后台执行创建索引的过程，不阻塞对集合的操作false【默认】
unique	布尔	是否创建具有唯一性的索引false【默认】
name	字符串	自定义索引名称，如果不知道，mongodb将通过下划线连接索引字段的名称和排序规则 生成一个索引名称。一旦创建不能修改，只能删除再重新创建
partialFilterExpression	Document	仅为集合中复合条件的文档建立索引，降低创建和维护成本
sparse	布尔	仅为集合中具有指定字段的文档建立索引false【默认】
expireAfterSeconds	integer单位秒	用于TTL索引中控制文档保存在集合中的时间
storageEngine	Document	指定存储引擎配置

• 单字段索引示例：对userid字段建立索引

db.comment.createIndex({userid:1})

db.comment.getIndexes()

• 复合索引：对userid和nickname同时建立复合索引

db.comment.createIndex({userid:1,nickname:-1})

db.comment.getIndexes()

索引的移除

• 可以移除指定的索引，或移除所有索引

db.collection.dropIndex(index)

• 参数
  • index
    • 指定要删除的索引

db.comment.dropIndex({userid:1})

db.comment.getIndexes()
db.comment.dropIndex()
# 删除所有索引

索引的使用

执行计划

分析查询性能通常使用执行计划(解释计划、Explain Plan)来查看查询的情况，如查询耗费的时间、是否基于索引查询等。

db.collection.find(query,options).explain(options)

• 示例

db.comment.find({userid:"1003"}).explain()

# stage:  

• 给userid加上索引

db.comment.createIndex({userid:1})
db.comment.find({userid:"1003"}).explain()

涵盖的查询

当查询条件和查询的投影仅包含索引字段时，MongoDB直接从索引返回结果，而不是扫描任何文档或将文档带入内存。这些覆盖的查询可以非常有效

db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,_id:0})