MongoDB基礎學習
MongoDB基礎 2018-12-14
一個基於分佈式文件存儲的數據庫，介於關係數據庫和非關係數據庫之間的產品，是非關係數據庫當中功能最豐富 MongoDB將數據存儲爲一個文檔，數據結構由鍵值（key-value)對組成，MongoDB文檔相似於JSON對象，字段值能夠包含其餘文檔，數組及文檔數組html
MongoDB不一樣平臺的安裝
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MongoDB概念
因爲MongoDB數據庫在關係型和非關係型數據庫之間，其數據庫結構相似關係型數據庫github
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
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
鏈接MongoDB數據庫
mongodb://[username:password@]host1[:port1][,host2[:port2],...[,hostN[:portN]]][/[database][?options]]web
1.mongodb:// 固定格式，必須制定 2.username:password@ 可選，鏈接到數據庫後會參數登陸這個數據庫 3.host1 必須指定一個host 4.portx 可選指定端口，不填默認27017 5./database 若是指定username:password@，鏈接並驗證登陸指定數據庫，若不指定，默認打開test數據庫 6.?options 鏈接選項，全部鏈接選項都是鍵值對name=value，鍵值對之間經過&或；隔開
MongoDB數據庫查看
mongodb中默認的數據庫爲test，若是沒有建立新的數據庫，集合將存放在test數據庫中正則表達式
- use database_name
- 若是數據庫不存在，則建立數據庫，不然切換到指定數據庫
- show dbs
- 查看全部數據庫
- show tables
- 查看某數據中的全部集合
- db.數據庫名.insert({'key':'value'})
- 剛建立的數據庫並不在數據庫列表中，插入數據才顯示
MongoDB刪除數據庫
-db.dropDatabase()
- 刪除當前數據庫，默認爲test
- db.集合名.drop()
- 刪除數據庫中的集合
MongoDB建立/刪除 集合（至關於表）
- db.createCollection(name,options) 建立
- name:要建立的集合名稱
- options：可選參數，指定有關內存大小以及索引
- capped 布爾
- 若是爲 true，則建立固定集合。固定集合是指有着固定大小的集合，當達到最大值時，它會自動覆蓋最先的文檔。當該值爲 true 時，必須指定 size 參數。
- autoindeld 布爾
- 如爲 true，自動在 _id 字段建立索引。默認爲 false。
- size 數值
- 爲固定集合指定一個最大值(字節計)
- max 數值
- 指定固定集合包含文檔的最大數量
- db.collection.drop() 刪除
- 成功刪除選定集合，則drop()方法返回true 不然返回false
MongoDB插入文檔
文檔的數據結構和json基本同樣 全部存儲在集合中的數據都是BSON格式 BSON是一種類json的一種二進制形式的存儲格式
-mongodb 使用insert()或save()方法向集合中插入文檔
-insert() 當插入數據中 _id在文檔中存在則報錯
- save（） 當插入數據中 _id存在則覆蓋原來文檔
-db.集合名.insert(document)
MongoDB更新/刪除文檔
-更新文檔 db.集合名.update/save()
-update(
<query>, #查詢條件
<update>, #update的對象和一些更新的操做符（如$,$inc）等，也能夠理解爲sql update查詢內set後面
{
upsert:<boolean>, #可選 若是不存在update的記錄，是否插入objNew,true爲插入，默認是false，不插入
multi:<boolean>, #可選 mongodb 默認是false,只更新找到的第一條記錄，若是這個參數爲true,就把按條件查出來多條記錄所有更新。
writeConcern:<document> #可選 拋出異常的級別
}
)
- save(
document>, #文檔數據
{
writeConcern: <document> 可選，拋出異常
}
)
- 刪除文檔 db.集合名.remove()
在文檔刪除前先經過find()命令判斷執行條件是否正確
- remove（
<query>, #可選 刪除文檔的條件
<justOne> #可選 若是設爲 true 或 1，則只刪除一個文檔，若是不設置該參數，或使用默認值 false，則刪除全部匹配條件的文檔。
writeConcern: <document> （可選）拋出異常的級別
）
MongoDB查詢文檔
-find #查詢全部
- db.集合名稱.find()
-findone（） #查詢第一個
- db.集合名稱.findone()
-pretty（） #將結果格式化
- db.集合名稱.find().pretty()
比較運算符
| 操做 | 格式 | 範例 | RDBMS中的相似語句 |
|---|---|---|---|
| 等於 | {<key>:<value>} |
db.col.find({"by":"菜鳥教程"}).pretty() | where by = '菜鳥教程' |
| 小於 | {<key>:{$lt:<value>}} |
db.col.find({"likes":{$lt:50}}).pretty() | where likes < 50 |
| 小於或等於 | {<key>:{$lte:<value>}} |
db.col.find({"likes":{$lte:50}}).pretty() | where likes <= 50 |
| 大於 | {<key>:{$gt:<value>}} |
db.col.find({"likes":{$gt:50}}).pretty() | where likes > 50 |
| 大於或等於 | {<key>:{$gte:<value>}} |
db.col.find({"likes":{$gte:50}}).pretty() | where likes >= 50 |
| 不等於 | {<key>:{$ne:<value>}} |
db.col.find({"likes":{$ne:50}}).pretty() | where likes != 50 |
邏輯運算符
- and
- db.集合名稱.find({key1:value1,key2:value2})
- or
- db.集合名稱.find(
{
$or: [
{key1: value1}, {key2:value2}
]
}
).pretty()
範圍運算符
-in
- db.集合名.find(
{
$in:[範圍值]
}
模糊匹配
- / /
- db.集合名.find(
{
<key>:/匹配字段/
}
)
正則表達式
-使用 // 或 $regex 編寫正則表達式
-實例：
db.集合名.find({stu:/^abc/})
db.集合名.find({stu:{$regex:"^abc"}})
-db.集合名.find(
{
<field>:{$regex:"pattern",$options:"<options>"}
}
)
-options可選項：能夠組合使用
-i 忽略大小寫
-m 多行匹配模式
-x 忽略非轉義的空白字符
-s 單行匹配模式
Limit與skip方法
須要在MongoDB中讀取指定數量的數據記錄，可使用MongoDB的Limit方法， limit()方法
-limit()
- db.集合名.find().limit(number)
- 接受一個數字參數，該參數指定從MongoDB中讀取的記錄條數。
- skip() 默認參數爲0
- db.集合名.find().skip(number)
- 跳過指定數量的數據，skip方法一樣接受一個數字參數做爲跳過的記錄條數。
-兩個方法能夠組合使用
- db.集合名.find().skip(num).limit(num)
或 db.集合名.find().limit(num).skip(num)
MongoDB排序、統計個數、消除重複
-sort() #排序
- db.集合名.find().sort({key:1})
- sort() 方法能夠經過參數指定排序的字段，並使用 1 和 -1 來指定排序的方式，
- 其中 1 爲升序排列，而 -1 是用於降序排列。
- count() #統計個數
- db.集合名.find().count()
或 db.集合名.count({條件})
- distinct() #消除重複（對數據去重）
- db.集合名.distinct(key，{條件})
MongoDB投影
-字符的顯示
-實例：db.stu.find({age:{$gt:18},{name:1,_id:0}})
- 設置爲1顯示，_id設置爲0不顯示
MongoDB索引
索引是特殊的數據結構，索引存儲在一個易於遍歷讀取的數據集合中，索引是對數據庫表中一列或多列的值進行排序的一種結構sql
-createIndex（） #建立索引
- db.集合名.createIndex(keys,options)
- Key 值爲你要建立的索引字段（一致多個key），1 爲指定按升序建立索引，-1 爲指定按降序建立索引
- ooptions參數參考地址:http://www.runoob.com/mongodb/mongodb-indexing.html
-getIndexts() #查看當前集合全部索引
- db.集合名.getIndexs()
- dropIndex() #刪除集合指定索引
- db.集合名.dropIndex("索引名")
- dropIndexs() #刪除集合全部索引
- totalIndexSize() #查看集合索引大小
- db.集合名.totalIndexSize()
MongoDB聚合
MongoDB中聚合(aggregate)主要用於處理數據(諸如統計平均值,求和等)，並返回計算後的數據結果。有點相似sql語句中的 count(*)。mongodb
- aggregate()
- db.集合名稱.aggregate(aggregate_opeation)
聚合表達式
處理輸入文檔並輸出。表達式是無狀態的，只能用於計算當前聚合管道的文檔，不能處理其它的文檔。數據庫
| 表達式 | 描述 | 實例 |
|---|---|---|
| $sum | 計算總和 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$sum : "$likes"}}}]) |
| $avg | 計算平均值 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$avg : "$likes"}}}]) |
| $min | 獲取集合中全部文檔對應值得最小值 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$min : "$likes"}}}]) |
| $max | 獲取集合中全部文檔對應值得最大值。 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$max : "$likes"}}}]) |
| $push | 在結果文檔中插入值到一個數組中。 db.mycol.aggregate([{$group : | {_id : "$by_user", url : {$push: "$url"}}}]) |
| $addToSet | 在結果文檔中插入值到一個數組中，但不建立副本 | 。 db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", url : {$addToSet : "$url"}}}]) |
| $first | 根據資源文檔的排序獲取第一個文檔數據。 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", first_url : {$first : "$url"}}}]) |
| $last | 根據資源文檔的排序獲取最後一個文檔數據 | db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", last_url : {$last : "$url"}}}]) |
管道
- 管道在Unix和Linux中通常用於將當前命令的輸出結果做爲下一個命令的參數。
- MongoDB的聚合管道將MongoDB文檔在一個管道處理完畢後將結果傳遞給下一個管道處理。管道操做是能夠重複的。
| 經常使用管道 | 做用 |
|---|---|
| $project | 修改輸入文檔的結構。能夠用來重命名、增長或刪除域，也能夠用於建立計算結果以及嵌套文檔。 |
| $match | 用於過濾數據，只輸出符合條件的文檔。$match使用MongoDB的標準查詢操做。 |
| $limit | 用來限制MongoDB聚合管道返回的文檔數。 |
| $skip | 在聚合管道中跳過指定數量的文檔，並返回餘下的文檔。 |
| $unwind | 將文檔中的某一個數組類型字段拆分紅多條，每條包含數組中的一個值。 |
| $group | 將集合中的文檔分組，可用於統計結果。 |
| $sort | 將輸入文檔排序後輸出。 |
| $geoNear | 輸出接近某一地理位置的有序文檔。 |
管道實例：如下的例子均無數據做爲前提，經過自行腦補
1.$group
將集合中的文檔分組，可用於統計結果json
- 實例：求學生總人數，平均年齡
db.stu.aggregate(
{
_id:null, #其分組的依據是 _id:後面的字段
counter:{$sum:1},
avgage:{$avg:'$age'} #須要執行的字段須要添加 $
}
)
2.$project
修改輸入文檔的結構canvas
-實例：在$group 中的輸出結果 存在 _id ,可經過$project修改
db.stu.aggregate(
{$group:{_id:'$gender',count:{$sum:1},avg_age:{$avg:'$age'}}},
{$project:{gender:'$_id',count:1,avg_age:1,_id:0}} #當_id設置爲0 ，其字段隱藏
)
3.$match
用於過濾數據，只輸出符合條件的文檔,把結果交給下一管道，find()不能夠
-實例：選擇年齡大於20的學生，觀察男性和女性有多少人
db.stu.aggregate(
{ $match:{ age:{$gt:20} } },
{ $group:{_id:"$gender",count:{$sum:1} } },
{ $project:{ _id:0,gender:"$_id",count:1 } }
)
4.sort()
將輸入文檔排序後輸出 -實例：查詢學生信息，按年齡升序 db.stu.aggregate( { $sort:{age:1} } )
5.limit()
在聚合管道中跳過指定數量的文檔，並返回餘下的文檔
-實例：跳過前兩個文檔
db.stu.aggreagate(
{
$limit:2
}
)
6.unwind()
將文檔中的某一個數組類型字段拆分紅多條，每條包含數組中的一個值。
-實例1：
添加實驗數據：db.t1.insert({_id:1,item:'t-shirt',size:['S','M','L']})
執行：
db.t1.aggregate(
{$unwind:'$size'}
)
結果：
{"_id":1,"item":"t-shirt","size":"S"},
{"_id":1,"item":"t-shirt","size":"S"},
{"_id":1,"item":"t-shirt","size":"S"}
-實例2：保留某字段沒有對應拆分的集合,(即保留size爲null或爲空的文檔)
db.t1.aggregate(
{
$unwind:{
path:'$size',preserveNullAandEmptyArrays:true
}
}
)
MongoDB複製（副本集）和分片
詳情請點擊此博文
MongoDB複製集
複製的基本架構：由3臺服務器組成，一個三成員的複製集，由三個有數據，或者兩個有數據，一個做爲仲裁者
MongoDB分片
高數據量和吞吐量的數據庫應用會對單機的性能形成較大壓力,大的查詢量會將單機的CPU耗盡,大的數據量對單機的存儲壓力較大,最終會耗盡系統的內存而將壓力轉移到磁盤IO上。
解決方案：
垂直擴展：增長更多的CPU和存儲資源來擴展容量。 水平擴展：將數據集分佈在多個服務器上。水平擴展即分片。
分片集羣架構
| 組件 | 說明 |
|---|---|
| Config Server | 存儲集羣全部節點、分片數據路由信息。默認須要配置3個Config Server節點。 |
| Mongos | 提供對外應用訪問，全部操做均經過mongos執行。通常有多個mongos節點。數據遷移和數據自動平衡。 |
| Mongod | 存儲應用數據記錄。通常有多個Mongod節點，達到數據分片目的。 |
1. mongos ：數據路由，和客戶端打交道的模塊。mongos自己沒有任何數據，他也不知道該怎麼處理這數據，去找config server 2. config server：全部存、取數據的方式，全部shard節點的信息，分片功能的一些配置信息。能夠理解爲真實數據的元數據。 3. shard：真正的數據存儲位置，以chunk爲單位存數據。
MongoDB備份與恢復
-mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
-h MongoDB所在服務器地址 例如：127.0.0.1:27017
-d 須要備份的數據庫實例 例如：test
-o 備份的數據存放位置 例如：c:/data/dump
-mongorestore -h <hostname><:port> -d dbname <path>
-host<:port>,-h <:port>
- MongoDB所在服務器地址，默認：localhost:27017
- db,-d:
- 須要恢復的數據庫實例，例如：test
- drop:
- 恢復的時候，先刪除當前數據，而後恢復備份數據
- <path>:
- mongorestore 最後的一個參數，設置備份數據所在位置，例如：c:\data\dump\test。
- 你不能同時指定 <path> 和 --dir 選項，--dir也能夠設置備份目錄。
- dir：
- 指定備份的目錄
- 不能同時指定<path>和 --dir選項
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