一、概述

MongoDB简介 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。 MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索索引。

1. MongoDB特征 MongoDB的提供了一个面向文档存储，操作起来比较简单和容易。 · 你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如：FirstName=”Sameer”,Address=”8 Gandhi Road”)来实现更快的排序。 · 你可以通过本地或者网络创建数据镜像，这使得MongoDB有更强的扩展性。 · 如果负载的增加（需要更多的存储空间和更强的处理能力） ，它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。 · Mongo支持丰富的查询表达式。查询指令使用JSON形式的标记，可轻易查询文档中内嵌的对象及数组。 · MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档（数据）或者一些指定的数据字段 。 · Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。 · Map和Reduce。Map函数调用emit(key,value)遍历集合中所有的记录，将key与value传给Reduce函数进行处理。 · Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的，并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。 · GridFS是MongoDB中的一个内置功能，可以用于存放大量小文件。 · MongoDB允许在服务端执行脚本，可以用Javascript编写某个函数，直接在服务端执行，也可以把函数的定义存储在服务端，下次直接调用即可。 · MongoDB支持各种编程语言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。 · MongoDB安装简单。

2. 数据模型 一个MongoDB 实例可以包含一组数据库，一个DataBase 可以包含一组Collection（集合），一个集合可以包含一组Document（文档）。一个Document包含一组field（字段），每一个字段都是一个key/value。 MongoDB概念表：

3.MongoDB 常见数据类型

4.适用场景 MongoDB 的主要目标是在键/值存储方式（提供了高性能和高度伸缩性）和传统的RDBMS 系统（具有丰富的功能）之间架起一座桥梁，它集两者的优势于一身。根据官方网站的描述，Mongo 适用于以下场景。 5.MongoDB缺点 ●不支持事务操作 ●占用空间过大 ●MongoDB没有如MySQL那样成熟的维护工具 ●无法进行关联表查询，不适用于关系多的数据 ●复杂聚合操作通过mapreduc ● 网站数据：Mongo 非常适合实时的插入，更新与查询，并具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性。 ● 缓存：由于性能很高，Mongo 也适合作为信息基础设施的缓存层。在系统重启之后，由Mongo 搭建的持久化缓存层可以避免下层的数据源过载。 ● 大尺寸、低价值的数据：使用传统的关系型数据库存储一些数据时可能会比较昂贵，在此之前，很多时候程序员往往会选择传统的文件进行存储。 ● 高伸缩性的场景：Mongo 非常适合由数十或数百台服务器组成的数据库，Mongo 的路线图中已经包含对MapReduce 引擎的内置支持。 ● 用于对象及JSON 数据的存储：Mongo 的BSON 数据格式非常适合文档化格式的存储及查询。

1.MongoDB是什么？用一句话总结

MongoDB是一款为web应用程序和互联网基础设施设计的数据库管理系统。没错MongoDB就是数据库，是NoSQL类型的数据库

2.为什么要使用MongoDB？

（1）MongoDB提出的是文档、集合的概念，使用BSON（类JSON）作为其数据模型结构，其结构是面向对象的而不是二维表，存储一个用户在MongoDB中是这样子的。

使用这样的数据模型，使得MongoDB能在生产环境中提供高读写的能力，吞吐量较于mysql等SQL数据库大大增强。

（2）易伸缩，自动故障转移。易伸缩指的是提供了分片能力，能对数据集进行分片，数据的存储压力分摊给多台服务器。自动故障转移是副本集的概念，MongoDB能检测主节点是否存活，当失活时能自动提升从节点为主节点，达到故障转移。

（3）数据模型因为是面向对象的，所以可以表示丰富的、有层级的数据结构，比如博客系统中能把“评论”直接怼到“文章“的文档中，而不必像myqsl一样创建三张表来描述这样的关系。

3.主要特性

（1）文档数据类型

SQL类型的数据库是正规化的，可以通过主键或者外键的约束保证数据的完整性与唯一性，所以SQL类型的数据库常用于对数据完整性较高的系统。MongoDB在这一方面是不如SQL类型的数据库，且MongoDB没有固定的Schema，正因为MongoDB少了一些这样的约束条件，可以让数据的存储数据结构更灵活，存储速度更加快。

（2）即时查询能力

MongoDB保留了关系型数据库即时查询的能力，保留了索引（底层是基于B tree）的能力。这一点汲取了关系型数据库的优点，相比于同类型的NoSQL redis 并没有上述的能力。

（3）复制能力

MongoDB自身提供了副本集能将数据分布在多台机器上实现冗余，目的是可以提供自动故障转移、扩展读能力。

（4）速度与持久性

MongoDB的驱动实现一个写入语义 fire and forget ，即通过驱动调用写入时，可以立即得到返回得到成功的结果（即使是报错），这样让写入的速度更加快，当然会有一定的不安全性，完全依赖网络。

MongoDB提供了Journaling日志的概念，实际上像mysql的bin-log日志，当需要插入的时候会先往日志里面写入记录，再完成实际的数据操作，这样如果出现停电，进程突然中断的情况，可以保障数据不会错误，可以通过修复功能读取Journaling日志进行修复。

（5）数据扩展

MongoDB使用分片技术对数据进行扩展，MongoDB能自动分片、自动转移分片里面的数据块，让每一个服务器里面存储的数据都是一样大小。

4.C/S服务模型

MongoDB核心服务器主要是通过mongod程序启动的，而且在启动时不需对MongoDB使用的内存进行配置，因为其设计哲学是内存管理最好是交给操作系统，缺少内存配置是MongoDB的设计亮点，另外，还可通过mongos路由服务器使用分片功能。

MongoDB的主要客户端是可以交互的js shell 通过mongo启动，使用js shell能使用js直接与MongoDB进行交流，像使用sql语句查询mysql数据一样使用js语法查询MongoDB的数据，另外还提供了各种语言的驱动包，方便各种语言的接入。

5.完善的命令行工具

mongodump和mongorestore,备份和恢复数据库的标准工具。输出BSON格式，迁移数据库。

mongoexport和mongoimport，用来导入导出JSON、CSV和TSV数据，数据需要支持多格式时有用。mongoimport还能用与大数据集的初始导入，但是在导入前顺便还要注意一下，为了能充分利用好mongoDB通常需要对数据模型做一些调整。

mongosniff,网络嗅探工具，用来观察发送到数据库的操作。基本就是把网络上传输的BSON转换为易于人们阅读的shell语句。

因此，可以总结得到，MongoDB结合键值存储和关系数据库的最好特性。因为简单，所以数据极快，而且相对容易伸缩还提供复杂查询机制的数据库。MongoDB需要跑在64位的服务器上面，且最好单独部署，因为是数据库，所以也需要对其进行热备、冷备处理。

二、进入MongoDB shell

因为本篇文章不是API手册，所有这里对shell的使用也是基础的介绍什么功能可以用什么语句，主要是为了展示使用MongoDB shell的方便性，如果需要知道具体的MongoDB shell语法可以查阅官方文档。

1.切换数据库

use dba

1

创建数据库并不是必须的操作，数据库与集合只有在第一次插入文档时才会被创建，与对数据的动态处理方式是一致的。简化并加速开发过程，而且有利于动态分配命名空间。如果担心数据库或集合被意外创建，可以开启严格模式

2.插入语法

db.users.insert({username:”smith”})

db.users.save({username:”smith”})

区别

若新增的数据中存在主键 ，insert() 会提示错误，而save() 则更改原来的内容为新内容。

如：

已存在数据： {_id : 1, ” name ” : ” n1 ” }，再次进行插入操作时，

insert({_id : 1, ” name ” : ” n2 ” }) 会报主键重复的错误提示

save({ _id : 1, ” name ” : ” n2 ” }) 会把 n1 修改为 n2 。

相同点：

若新增的数据中没有主键时，会增加一条记录。

已存在数据： { _id : 1, ” name ” : ” n1 ” }，再次进行插入操作时，

insert({ ” name ” : ” n2 ” }) 插入的数据因为没有主键，所以会增加一条数据

save({ ” name ” : ” n2 ” }) 增加一条数据。

3.查找语法

db.users.find()

db.users.count()

4.更新语法

db.users.update({username:”smith”},{$set:{country:”Canada”}})

//把用户名为smith的用户的国家改成Canada

db.users.update({username:”smith”},{$unset:{country:1}})

//把用户名为smith的用户的国家字段给移除

db.users.update({username:”jones”},{$set:{favorites:{movies:[“casablance”,”rocky”]}}})

//这里主要体现多值修改，在favorties字段中添加多个值

db.users.update({“favorites.movies”:”casablance”},{$addToSet:{favorites.movies:”the maltese”}},false,true)

//多项更新

5.删除语法

db.foo.remove() //删除所有数据

db.foo.remove({favorties.cities:”cheyene”}) //根据条件进行删除

db.drop() //删除整个集合

6.索引相关语法

db.numbers.ensureIndex({num:1})

//创建一个升序索引

db.numbers.getIndexes()

//获取全部索引

7.基本管理语法

show dbs

//查询所有数据库

show collections

//显示所有表

db.stats()

//显示数据库状态信息

db.numbers.stats()

//显示集合表状态信息

db,shutdownServer()

//停止数据库

db.help()

//获取数据库操作命令

db.foo.help()

//获取表操作命令

tab 键 //能自动帮我们补全命令

以上的命令只是简单实例，假设如果你之前没有学习过任何数据库语法，同时开始学sql查询语法和MongoDB 查询语法，你会发现哪一个更简单呢？如果你使用的是java驱动去操作MongoDB，你会发现任何的查询都像Hibernate提供出来的查询方式一样，只要构建好一个查询条件对象，便能轻松查询（接下来会给出示例），博主之前熟悉ES6，所以入手MongoDB js shell完成没问题，也正因为这样简洁，完善的查询机制，深深的爱上了MongoDB。

三、使用java驱动

使用java驱动链接MongoDB是一件非常简单的事情，简单的引用，简单的做增删改查。在使用完java驱动后我才发现spring 对MongoDB 的封装还不如官方自身提供出来的东西好用，下面简单的展示一下使用。

1.使用maven引入jar包

这里引用的是最新的驱动包，提供了一套新的访问连接方式

org.mongodb

mongodb-driver-sync

3.8.0-beta3

2.创建一个访问客户端

MongoClient client = MongoClients.create(“mongodb://10.201.76.94:27017”);

3.获取集合数量

public long count() {

MongoClient client = this.getClient();

MongoCollection collections= client.getDatabase(“mongodb_db_name”).getCollection(“mongodb_collection_name”);

return collections.count();

}

4.查询集合

public List find(Document params,Bson sort,int skip,int limit) {

MongoClient client = this.getClient();

MongoCollection collections= client.getDatabase(“mongodb_db_name”).getCollection(“mongodb_collection_name”);

List list = new ArrayList(Integer.valueOf(config.getPro(“sync_limit”)));

collections.find(params).sort(sort).skip(skip).limit(limit).forEach(new Block() {

@Override

public void apply(Document document) {

list.add(document);

}

});

return list;

}

这里只举例了简单的链接与简单的MongoDB操作，可见其操作的容易性。使用驱动时是基于TCP套接字与MongoDB进行通信的，如果查询结果较多，恰好无法全部放进第一服务器中，将会向服务器发送一个getmore指令获取下一批查询结果。

插入数据到服务器时间，不会等待服务器的响应，驱动会假设写入是成功的，实际是使用客户端生成对象id，但是该行为可以通过配置配置，可以通过安全模式开启，安全模式可以校验服务器端插入的错误。

您选择mongodb的优势：

MongoDB的提供了一个面向文档存储，操作起来比较简单和容易。你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如：FirstName=”Sameer”,Address=”8 Gandhi Road”)来实现更快的排序。你可以通过本地或者网络创建数据镜像，这使得MongoDB有更强的扩展性。如果负载的增加（需要更多的存储空间和更强的处理能力） ，它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。Mongo支持丰富的查询表达式。查询指令使用JSON形式的标记，可轻易查询文档中内嵌的对象及数组。MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档（数据）或者一些指定的数据字段 。Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。Map和Reduce。Map函数调用emit(key,value)遍历集合中所有的记录，将key与value传给Reduce函数进行处理。Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的，并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。GridFS是MongoDB中的一个内置功能，可以用于存放大量小文件。MongoDB允许在服务端执行脚本，可以用Javascript编写某个函数，直接在服务端执行，也可以把函数的定义存储在服务端，下次直接调用即可。MongoDB支持各种编程语言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。MongoDB安装简单。

三、mongodb的十大特点 （1）面向文档的存储：类JSON文档作为存储，不固定表模式(schema-free)； （2）全文索引支持(full index support)； （3）多副本与高可用性(replication & availability)； （4）自动分片（auto-sharding）； （5）快速原地更新（fast in-place updates）：大部分更新操作无需申请新的空间； （6）支持map/reduce，即使在map/reduce上，也有类似SQL的group by支持； （7）支持范围查询(range queries)，正则表达式查询(regular expression)，用户自定义js函数查询，内嵌字段查询(nestad field)； （8）索引支持：支持单key索引，复合索引，唯一索引，内嵌字段索引；查询执行时，mongodb的查询优化器会尝试多种查询计划，并挑选最优的计划执行； （9）集函数支持(aggregation function); （10）主从、副本的支持：mongodb支持主从结构，主db能执行读操作与写操作，从db从主db拷贝数据，从db只能执行读操作；

四、与MySQL的最大不同 MySQL是关系型的数据库，而mongodb是schema-free的，它更像一个键值存储系统(kv)，但与kv不同的是，它又能像MySQL的模式一样，能修改文档内的数据，并对内部数据进行索引。 mongodb文档以BSON格式存储，即Binary JSON，BSON是一种二进制交换格式，类似Google Protocol Buffer。 所以，一般把MongoDB归为NoSQL阵营，这是它与MySQL的最大不同。