MongoDB——MongoDB安装和增删改查操作

MongoDB相关概念

• MongoDB是一个开源、高性能、无模式的文档型数据库，当初的设计就是用于简化开发和方便扩展，是NoSQL数据库产品中的一种。是最像关系型数据库（MySQL）的非关系型数据库。
• 它支持的数据结构非常松散，是一种类似于 JSON 的 格式叫BSON，所以它既可以存储比较复杂的数据类型，又相当的灵活。
• MongoDB中的记录是一个文档，它是一个由字段和值对（field:value）组成的数据结构。MongoDB文档类似于JSON对象，即一个文档认为就是一个对象。字段的数据类型是字符型，它的值除了使用基本的一些类型外，还可以包括其他文档、普通数组和文档数组。

MongoDB 体系结构

SQL术语/概念	MongoDB术语/概念	解释/说明
database	database	数据库
table	collection	数据库表/集合
row	document	数据记录行/文档
column	field	数据字段/域
index	index	索引
table joins		表连接,MongoDB不支持
	嵌入文档	MongoDB通过嵌入式文档来替代多表连接
primary key	primary key	主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键

数据模型

• MongoDB的最小存储单位就是文档(document)对象。文档(document)对象对应于关系型数据库的行。数据在MongoDB中以BSON（Binary-JSON）文档的格式存储在磁盘上。
• BSON（Binary Serialized Document Format）是一种类json的一种二进制形式的存储格式，简称Binary JSON。BSON和JSON一样，支持内嵌的文档对象和数组对象，但是BSON有JSON没有的一些数据类型，如Date和BinData类型。
• BSON采用了类似于 C 语言结构体的名称、对表示方法，支持内嵌的文档对象和数组对象，具有轻量性、可遍历性、高效性的三个特点，可以有效描述非结构化数据和结构化数据。这种格式的优点是灵活性高，但它的缺点是空间利用率不是很理想。
• Bson中，除了基本的JSON类型：string,integer,boolean,double,null,array和object，mongo还使用了特殊的数据类型。这些类型包括date,object id,binary data,regular expression 和code。每一个驱动都以特定语言的方式实现了这些类型，查看你的驱动的文档来获取详细信息。

BSON数据类型参考列表：

数据类型	描述	举例
字符串	UTF-8字符串都可表示为字符串类型的数据	{“x” : “foobar”}
对象id	对象id是文档的12字节的唯一 ID	{“X” :ObjectId() }
布尔值	真或者假：true或者false	{“x”:true}+
数组	值的集合或者列表可以表示成数组	{“x” ： [“a”, “b”, “c”]}
32位整数	类型不可用，JavaScript仅支持64位浮点数，所以32位整数会被自动转换。	shell是不支持该类型的，shell中默认会转换成64位浮点数
64位整数	不支持这个类型。shell会使用一个特殊的内嵌文档来显示64位整数	shell是不支持该类型的，shell中默认会转换成64位浮点数
64位浮点数	shell中的数字就是这一种类型	{“x”：3.14159，“y”：3}
null	表示空值或者未定义的对象	{“x”:null}
undefined	文档中也可以使用未定义类型	{“x”:undefined}
符号	shell不支持，shell会将数据库中的符号类型的数据自动转换成字符串
正则表达式	文档中可以包含正则表达式，采用JavaScript的正则表达式语法	{“x” ： /foobar/i}
代码	文档中还可以包含JavaScript代码	{“x” ： function() { /* …… */ }}
二进制数据	二进制数据可以由任意字节的串组成，不过shell中无法使用
最大值/最小值	BSON包括一个特殊类型，表示可能的最大值。shell中没有这个类型。

MongoDB的特点

MongoDB主要有如下特点：

1. 高性能：
   MongoDB提供高性能的数据持久性。特别是,
   对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的I/O活动。
   索引支持更快的查询，并且可以包含来自嵌入式文档和数组的键。（文本索引解决搜索的需求、TTL索引解决历史数据自动过期的需求、地理位置索引可用于构建各种 O2O 应用）
   mmapv1、wiredtiger、mongorocks（rocksdb）、in-memory 等多引擎支持满足各种场景需求。
   Gridfs解决文件存储的需求。
2. 高可用性：
   MongoDB的复制工具称为副本集（replica set），它可提供自动故障转移和数据冗余。
3. 高扩展性：
   MongoDB提供了水平可扩展性作为其核心功能的一部分。
   分片将数据分布在一组集群的机器上。（海量数据存储，服务能力水平扩展）
   从3.4开始，MongoDB支持基于片键创建数据区域。在一个平衡的集群中，MongoDB将一个区域所覆盖的读写只定向到该区域内的那些
   片。
4. 丰富的查询支持：
   MongoDB支持丰富的查询语言，支持读和写操作(CRUD)，比如数据聚合、文本搜索和地理空间查询等。
5. 其他特点：如无模式（动态模式）、灵活的文档模型、

MongoDB安装

官方下载地址

tar xf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.22.tgz -C /usr/local
mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.22 mongodb

创建mongodb的数据存储目录 和 日志存储目录
mkdir -p /data/mongodb1
mkdir -p /data/logs/mongodb
touch /data/logs/mongodb/mongodb1.log
chmod -R 777 /data/logs/mongodb/mongodb1.log

当Mongodb处于频繁访问的状态，如果shell启动进程所占用的资源设置过低，将会产生错误导致无法连接MongoDB实例。需设置 ulimit -n 和 ulimit -u 的值大于20000

ulimit -n 25000
ulimit -u 25000

配置文件在 /etc/mongod.conf
vim /etc/mongod.conf

port = 27017
dbpath = /data/mongodb1
logpath = /data/logs/mongodb/mongodb1.log
fork = true
maxConns = 5000
storageEngine = mmapv1
maxConns = 5000		# 最大同时连接数，默认2000
storageEngine = mmapv1		# 指定存储引擎为内存映射文件

补充配置详解
如果是高于3.2的版本 需要使用Xml的方式写配置文件
详细参考 大佬写的

由于mongodb首先自带大页内存，如果要更改数据库配置文件而不出错，需要关闭大页内存

echo 0 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode   #当某个节点可用内存不足时，系统会从其他节点分配内存。
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled      #关闭大页内存
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag      #关闭大页内存

vim /etc/rc.local( 永久）
echo 0 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag

sh /etc/rc.local	# 是修改生效

启动MongoDB

启动mongodb
/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/bin/mongodb1.conf 

[root@mongodb bin]# ss -ntl
State       Recv-Q Send-Q        Local Address:Port                       Peer Address:Port              
LISTEN      0      128                       *:27017                                 *:*  

curl http://localhost:27017		
It looks like you are trying to access MongoDB over HTTP on the native driver port.

停止
/usr/local/mongodb/bin/mongod -config /usr/local/mongodb/bin/mongodb1.conf --shutdown

2021-04-19T07:03:31.214-0400 I CONTROL  [main] log file "/data/logs/mongodb/mongodb1.log" exists; moved to "/data/logs/mongod
b/mongodb1.log.2021-04-19T11-03-31".killing process with pid: 1347

配置开机启动
vim /etc/rc.local
添加
rm -rf /data/mongodb1/mongod.lock
/usr/local/mongodb/bin/mongod --config /usr/local/mongodb/bin/mongodb1.conf

配置完成后重启系统，MongoDB会自动启动

连接并访问MongoDB
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/mongodb/bin' >> /etc/profile

source /etc/profile

[root@mongodb ~]# mongo
MongoDB shell version v3.4.24
....
>  show dbs;
admin  0.078GB
local  0.078GB
>  show databases;
admin  0.078GB
local  0.078GB
>  use admin
switched to db admin

启动MongoDB多实例

在单台服务器资源充分的情况下，可以使用多实例，以便充分使用服务器资源

cp mongodb1.conf  mongodb2.conf 
vim mongodb2.conf

port = 27018
dbpath = /data/mongodb2
logpath = /data/logs/mongodb/mongodb2.log
logappend = true
fork = true
maxConns = 5000
storageEngine = mmapv1

touch /data/logs/mongodb/mongodb2.log
chmod -R 777 /data/logs/mongodb/mongodb2.log
mkdir mongodb2
./mongod -f mongodb2.conf

开启了两个实例
[root@mongodb ~]# ss -ntl	
State       Recv-Q Send-Q                 Local Address:Port                                Peer Address:Port              
LISTEN      0      128                                *:27017                                          *:*                  
LISTEN      0      128                                *:27018                                          *:*  

基本常用命令

选择和创建数据库

• 选择和创建数据库

  use 数据库名称
  

  如果数据库不存在则自动创建

• 查看有权限查看的所有的数据库

  show dbs 或show databases
  

• 查看当前正在使用的数据库

  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。

• 数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。

  • 不能是空字符串（"")。
  • 不得含有’ '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
  • 应全部小写。
  • 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。要是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。一些特定的服务器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
  • 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

  db.dropDatabase()
  

  主要用来删除已经持久化的数据库

集合操作

集合，类似关系型数据库中的表。
可以显示的创建，也可以隐式的创建

集合的显式创建

db.createCollection(name)

例如创建一个名为zhu的普通集合

> db.createCollection('zhu')
{
   
    "ok" : 1 }

查看当前库中的表：show tables命令

> show collections
system.indexes
zhu
> show tables
system.indexes
zhu

集合的命名规范：

• 集合名不能是空字符串""。
• 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。
• 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
• 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

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