003.MongoDB主要概念

一 對比關係

SQL術語/概念	MongoDB術語/概念	解釋/說明
database	database	數據庫
table	collection	數據庫表/集合
row	document	數據記錄行/文檔
column	field	數據字段/域
index	index	索引
table joins		錶鏈接,MongoDB不支持
primary key	primary key	主鍵,MongoDB自動將_id字段設置爲主鍵

二 主要概念

2.1 數據庫

一個MongoDB能夠創建多個數據庫，MongoDB默認數據庫爲"db"，該數據庫存儲在data目錄中。

MongoDB的單個實例能夠容納多個獨立的數據庫，每個都有本身的集合和權限，不一樣的數據庫也放置在不一樣的文件中。

"show dbs" 命令能夠顯示全部數據的列表。

  1 [root@mongodb1 ~]# mongo
  2 > show dbs							#顯示全部數據
  3 admin   0.000GB
  4 config  0.000GB
  5 local   0.000GB
  6 > db								#顯示當前數據庫
  7 test
  8 > use local							#切換數據庫

 

提示：數據庫可使用除如下限制外的全部字符串：

• 不能是空字符串（"")。
• 不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
• 應所有小寫。
• 最多64字節。

系統保留部分數據庫名，用於特殊使用，以下所示：

• admin： 從權限的角度來看，這是"root"數據庫。要是將一個用戶添加到這個數據庫，這個用戶自動繼承全部數據庫的權限。一些特定的服務器端命令也只能從這個數據庫運行，好比列出全部的數據庫或者關閉服務器；
• local: 這個數據永遠不會被複制，能夠用來存儲限於本地單臺服務器的任意集合；
• config: 當Mongo用於分片設置時，config數據庫在內部使用，用於保存分片的相關信息。

2.2 文檔

Document是一組鍵值(key-value)對(即 BSON)。MongoDB 的文檔不須要設置相同的字段，而且相同的字段不須要相同的數據類型，這與關係型數據庫有很大的區別，也是 MongoDB 很是突出的特色，示例以下：

  1 {"site":"www.linuxsb.com", "name":"Linux超級男孩"}

RDBMS	MongoDB
數據庫	數據庫
表格	集合
行	文檔
列	字段
表聯合	嵌入文檔
主鍵	主鍵 (MongoDB 提供了 key 爲 _id )

MySQL和MongoDB服務客戶端對比：

服務端	Mysqld/Oracle	mongod
客戶端	mysql/sqlplus	mongo

提示：

• 文檔中的鍵/值對是有序的。
• 文檔中的值不只能夠是在雙引號裏面的字符串，還能夠是其餘幾種數據類型（甚至能夠是整個嵌入的文檔)。
• MongoDB區分類型和大小寫。
• MongoDB的文檔不能有重複的鍵。
• 文檔的鍵是字符串。除了少數例外狀況，鍵可使用任意UTF-8字符。

文檔鍵命名規範：

• 鍵不能含有\0 (空字符)。這個字符用來表示鍵的結尾。
• .和$有特別的意義，只有在特定環境下才能使用。
• 如下劃線"_"開頭的鍵是保留的(不是嚴格要求的)。

2.3 集合

集合就是 MongoDB 文檔組，相似於 RDBMS （關係數據庫管理系統中的表格）。

集合存在於數據庫中，集合沒有固定的結構，這意味着在對集合能夠插入不一樣格式和類型的數據，但一般狀況下插入集合的數據都會有必定的關聯性。

好比，能夠將如下不一樣數據結構的文檔插入到集合中：

  1 {"site":"www.baidu.com"}
  2 {"site":"www.google.com","name":"Google"}
  3 {"site":"www.linuxsb.com","name":"Linux超級男孩"}

當第一個文檔插入時，集合就會被建立。

集合命名規範：

• 集合名不能是空字符串""。
• 集合名不能含有\0字符（空字符)，這個字符表示集合名的結尾。
• 集合名不能以"system."開頭，這是爲系統集合保留的前綴。
• 用戶建立的集合名字不能含有保留字符。有些驅動程序的確支持在集合名裏面包含，這是由於某些系統生成的集合中包含該字符。除非要訪問這種系統建立的集合，不然千萬不要在名字裏出現$。　

以下實例：

  1 db.col.findOne()

2.3.1 capped collections

Capped collections 就是固定大小的collection。

它有很高的性能以及隊列過時的特性(過時按照插入的順序)。

Capped collections 是高性能自動的維護對象的插入順序。它很是適合相似記錄日誌。Capped collections 的功能和標準的 collection 不一樣，必需要顯式的建立一個capped collection，指定一個 collection 的大小，單位是字節。collection 的數據存儲空間值提早分配的。

Capped collections 能夠按照文檔的插入順序保存到集合中，並且這些文檔在磁盤上存放位置也是按照插入順序來保存的，因此當咱們更新Capped collections 中文檔的時候，更新後的文檔不能夠超過以前文檔的大小，這樣話就能夠確保全部文檔在磁盤上的位置一直保持不變。

因爲 Capped collection 是按照文檔的插入順序而不是使用索引肯定插入位置，這樣的話能夠提升增添數據的效率。MongoDB 的操做日誌文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 來實現的。

要注意的是指定的存儲大小包含了數據庫的頭信息。

db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})

• 在 capped collection 中，能添加新的對象。
• 能進行更新，然而，對象不會增長存儲空間。若是增長，更新就會失敗 。
• 使用 Capped Collection 不能刪除一個文檔，可使用 drop() 方法刪除 collection 全部的行。
• 刪除以後，必須顯式的從新建立這個 collection。
• 在32bit機器中，capped collection 最大存儲爲 1e9( 1X109)個字節。

2.4 元數據

數據庫的信息是存儲在集合中。它們使用了系統的命名空間：

dbname.system.*

在MongoDB數據庫中名字空間 <dbname>.system.* 是包含多種系統信息的特殊集合(Collection)，以下:

集合命名空間	描述
dbname.system.namespaces	列出全部名字空間。
dbname.system.indexes	列出全部索引。
dbname.system.profile	包含數據庫概要(profile)信息。
dbname.system.users	列出全部可訪問數據庫的用戶。
dbname.local.sources	包含複製對端（slave）的服務器信息和狀態。

對於修改系統集合中的對象有以下限制。

在{{system.indexes}}插入數據，能夠建立索引。但除此以外該表信息是不可變的(特殊的drop index命令將自動更新相關信息)；

{{system.users}}是可修改的；

{{system.profile}}是可刪除的。

三 MongoDB數據類型

3.1 經常使用數據類型

數據類型	描述
String	字符串。存儲數據經常使用的數據類型。在 MongoDB 中，UTF-8 編碼的字符串纔是合法的。
Integer	整型數值。用於存儲數值。根據你所採用的服務器，可分爲 32 位或 64 位。
Boolean	布爾值。用於存儲布爾值（真/假）。
Double	雙精度浮點值。用於存儲浮點值。
Min/Max keys	將一個值與 BSON（二進制的 JSON）元素的最低值和最高值相對比。
Array	用於將數組或列表或多個值存儲爲一個鍵。
Timestamp	時間戳。記錄文檔修改或添加的具體時間。
Object	用於內嵌文檔。
Null	用於建立空值。
Symbol	符號。該數據類型基本上等同於字符串類型，但不一樣的是，它通常用於採用特殊符號類型的語言。
Date	日期時間。用 UNIX 時間格式來存儲當前日期或時間。你能夠指定本身的日期時間：建立 Date 對象，傳入年月日信息。
Object ID	對象 ID。用於建立文檔的 ID。
Binary Data	二進制數據。用於存儲二進制數據。
Code	代碼類型。用於在文檔中存儲 JavaScript 代碼。
Regular expression	正則表達式類型。用於存儲正則表達式。

3.2 ObjectId

ObjectId 相似惟一主鍵，能夠很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含義是：

• 前 4 個字節表示建立 unix 時間戳,格林尼治時間 UTC 時間，比北京時間晚了 8 個小時
• 接下來的 3 個字節是機器標識碼
• 緊接的兩個字節由進程 id 組成 PID
• 最後三個字節是隨機數

MongoDB 中存儲的文檔必須有一個 _id 鍵。這個鍵的值能夠是任何類型的，默認是個 ObjectId 對象

因爲 ObjectId 中保存了建立的時間戳，因此不須要爲文檔保存時間戳字段，能夠經過 getTimestamp 函數來獲取文檔的建立時間:

  1 > var netObject = ObjectId()
  2 > netObject.getTimestamp()
  3 ISODate("2019-04-17T15:23:52Z")

 

3.3 字符串

BSON 字符串都是 UTF-8 編碼。

3.4 時間戳

BSON 有一個特殊的時間戳類型用於 MongoDB 內部使用，與普通的 日期 類型不相關。 時間戳值是一個 64 位的值。其中：

• 前32位是一個 time_t 值（與Unix新紀元相差的秒數）
• 後32位是在某秒中操做的一個遞增的序數

在單個 mongod 實例中，時間戳值一般是惟一的。

在複製集中， oplog 有一個 ts 字段。這個字段中的值使用BSON時間戳表示了操做時間。

提示：BSON 時間戳類型主要用於 MongoDB 內部使用。在大多數狀況下的應用開發中，可使用 BSON 日期類型。

3.5 日期

表示當前距離 Unix新紀元（1970年1月1日）的毫秒數。日期類型是有符號的, 負數表示 1970 年以前的日期。

  1 > var mydate1 = new Date()
  2 > mydate1
  3 ISODate("2019-04-17T15:28:48.556Z")
  4 > typeof mydate1
  5 object
  6 > var mydate2 = ISODate()
  7 > mydate2
  8 ISODate("2019-04-17T15:29:01.267Z")
  9 > typeof mydate2
 10 object
 11 > Date()
 12 Wed Apr 17 2019 23:30:17 GMT+0800 (CST)

 

 

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