MongoDB 使用經驗

最初據說 MongoDB 的時候，我老是以爲它的穩定性堪憂，後來用了差很少一年的時間，其實也沒有遇到過什麼問題，反而是 MySQL 出現過幾回丟失數據的狀況。配合 Node.js 使用 MongoDB 是一件很是舒暢的事情，從前端，到後端，再到數據庫，通通全是 JSON.

本文的定位是一篇對 MongoDB 的一個概覽性的介紹，告訴你 MongoDB 的特色和功能，以及若是須要了解某個功能，應當搜索什麼關鍵詞，並不直接涉及技術細節。

特色

• 無模式

  MongoDB 中的每一條文檔，都是一個 JSON 對象，所以你無需預約義一個集合的結構，集合中的每一個文檔也能夠有不一樣的結構。

• 異步寫入

  MongoDB 默認全部的寫操做都是『不安全』的，即當請求被 MongoDB 收到時，不等寫入操做完成，就返回一個『成功』的響應。
  這是默認的行爲，固然你設置一些選項，讓操做等待等待寫入完成後再返回響應。不過對於大多數應用，這種『不安全』已經足夠安全了。

• 簡單查詢

  MongoDB 只支持簡單的查詢，MongoDB 只儲存數據，更多的邏輯應該在應用中解決。所以 MongoDB 有着簡單的且在各編程語言下高度一致的 API 接口。

• 無需運維

  MongoDB 幾乎沒有什麼選項能夠設置，集羣也是設置一次以後就能夠自動地解決故障，極少須要維護。

安裝和備份

MongoDB 的安裝很簡單，直接在官網下載二進制版本，運行其中的 mongod 便可啓動數據庫，運行 mongo 便可啓動客戶端 Shell, 或者你也能夠從軟件源中安裝。
MongoDB 被設計運行於 64bit 的操做系統，在 32bit 的狀況下，數據文件最大限制爲 2GiB.

MongoDB 在運行時並不會實時地將修改寫入磁盤，所以在關閉服務器時須要給 MongoDB 時間將全部數據寫入磁盤。當出現服務器忽然掉電的狀況時，MongoDB 的數據庫文件會損壞，須要進行修復才能從新運行，這個過程當中會丟失掉電時正在進行的寫入操做。在對運行中的 MongoDB 進行備份時，須要使用自帶的 mongodump 工具，不能直接複製其數據庫文件。

設計文檔結構

• ObjectID

  MongoDB 會爲每個文檔默認添加一個名爲 _id, 類型爲 Object 的字段，這個字段用來惟一地標識每個文檔。這個 ID 經過時間，服務器，進程號被生成，甚至能夠認爲是全世界惟一的。
  除了 MongoDB 默認爲 _id 添加 ObjectID, 你也能夠本身在文檔中建立 ObjectID, 來起到惟一地標識某個對象的功能。

引用關係

例如咱們有一個 topic 集合，topic 都是 account 建立的，因此 topics 中要引用來自 accounts 中的 account.

// accounts
{
    _id: <ObjectID 1>,
    name: "jysperm"
}

// topics
{
    _id: <ObjectID 2>,
    account_id: <ObjectID 1>
}

嵌入關係

每一個 topic 會有一些 reply, 因此在 topic 中能夠嵌入 reply.

// topics
{
    _id: <ObjectID 2>,
    account_id: <ObjectID 1>

    replies: [
        {
            _id: <ObjectID 3>,
            content: "xxoo"
        }
    ]
}

引用 Vs 嵌入

在上面第一個例子中，topic 其實也能夠嵌入 account 中；而第二個例子中，reply 也可使用一個新的集合，而後來引用 topic, 那麼應該如何選擇這兩種關係呢。

咱們主要從幾個出發點來考慮：

• 查詢

  咱們能夠考慮查詢 account 時，是否須要他全部的 topic, 或者查詢 topic 時，是否須要它全部的 reply.
  從查詢的角度來考慮，若是須要一同得到這兩種數據，那麼就應該嵌入，若是不須要，就應該引用。

• 數據的增加性

  咱們還能夠考慮 account 的 topic 數量在從此會有怎樣的增加，topic 的 reply 數量會有怎樣的增加。
  若是增加是沒有限度的，那麼就應該引用，若是增加是有限的，那麼就能夠嵌入。

• 對應關係

  若是是一對一關係，或者一對多關係，那麼能夠考慮嵌入，若是是多對多關係，那麼應該引用。

• 原子性

  MongoDB 僅在文檔層面提供原子性，若是有兩個很是敏感的數據須要同時被更新，那麼他們有必要存在於同一個文檔中。

查詢和更新

所謂『增刪查改』在 MongoDB 裏對應：

• find/findOne: 查詢
• update/save: 修改
• insert/save: 新增
• remove: 刪除

在 MongoDB 中，操做符以 $ 開頭，主要分爲三類：查詢操做符，更新操做符，聚合查詢操做符。

• 查詢操做符

  用於 find 和 update 中的查詢器，如 $gt(大於), $ne(不等於), $in(匹配幾個值之一), 邏輯運算：$and, $not.

• 更新操做符

  用於 update 中的更新器，如 $inc(對數字進行增量), $set(修改文檔的一部分), $unset(刪除一個字段).
  MongoDB 對嵌入式的文檔和數組有很是好的支持：$addToSet(向集合中添加元素), $push(向數組添加元素), $pull(從數組移除元素).

• 聚合查詢(Aggregation)

  相似於 SQL 數據庫中的 GROUP, 提供統計和計算的功能，要多強大有多強大，畢竟能夠直接在數據庫中運行 JavaScript 代碼，不過由於性能的關係，不適合在應用中頻繁調用。

查詢命令還有幾個選項：

• limit: 限制返回的結果數
• skip: 跳過一些結果
• sort: 對結果進行排序
• fields: 只返回指定的字段

副本集(Replica Set)和分片(Sharding)

MongoDB 的副本集採用一主多從的的集羣方式。副本集中只有主節點能夠寫入，其餘節點從主節點同步。當主節點故障時，從節點中會自動推選出一個新的主節點。當故障的節點恢復後，會向其餘節點同步到最新的數據，而後成爲一個從節點。

MongoDB 的分片是指，按照某個字段的值，將數據分爲多份，儲存在不一樣的服務器上。客戶端會運行一個 mongos 代替 mongod, mongos 至關於一個路由，會根據請求和分片的設置，將請求拆分後發給不一樣的服務器，獲得結果後再將結果組合起來發給客戶端。

分片能夠與副本集同時使用，此時，每一個分片都是一個副本級，這樣能夠提供很是高的可用率和擴展性。

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