MongDB 数据库简单介绍

MongoDB 是一个开源的 NoSQL 数据库，以高性能、高扩展性和灵活的数据模型著称。它使用 文档存储模型（类似 JSON 格式的 BSON），适合处理非结构化或半结构化数据。以下是详细介绍：

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一、MongoDB 核心特性

1. 文档存储

   • 数据以 BSON（Binary JSON）格式存储，支持嵌套对象、数组等复杂结构。
   • 示例文档：

     {
       "_id": ObjectId("5f9d1a2d3c4e5b6a7d8e9f0a"),
       "name": "Alice",
       "age": 30,
       "address": {
         "city": "New York",
         "zip": "10001"
       },
       "tags": ["developer", "mongodb"]
     }
     

2. 灵活的模式（Schema-less）

   • 同一集合（Collection）中的文档可以有不同的字段结构，无需预先定义表结构。

3. 水平扩展（分片）

   • 通过分片（Sharding）技术将数据分布到多个服务器，支持海量数据存储。

4. 高可用性

   • 支持副本集（Replica Set），自动故障转移，保障数据冗余和可用性。

5. 丰富的查询语言

   • 支持复杂查询、聚合、地理空间查询等。

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二、MongoDB 基本概念

1. 数据库（Database）

   • 存储多个集合（类似关系型数据库中的“库”）。
   • 命令示例：use mydb（切换到 mydb 数据库）。

2. 集合（Collection）

   • 存储多个文档（类似关系型数据库中的“表”）。
   • 示例：db.users 表示操作 users 集合。

3. 文档（Document）

   • 数据的基本单元，对应关系型数据库中的“行”。

4. 索引（Index）

   • 提升查询性能，支持单字段、复合、全文、地理空间索引等。

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三、基本语法与操作

1. 连接 MongoDB

# 使用命令行工具连接（默认端口 27017）
mongosh "mongodb://localhost:27017"

2. 数据库操作

// 查看所有数据库
show dbs

// 切换/创建数据库
use mydb

// 删除当前数据库
db.dropDatabase()

3. 集合操作

// 创建集合（可选配置）
db.createCollection("users", { capped: true, size: 100000 })

// 查看所有集合
show collections

// 删除集合
db.users.drop()

4. CRUD 操作

• 插入文档

  // 插入单条文档
  db.users.insertOne({
    name: "Bob",
    age: 25,
    email: "bob@example.com"
  });
  
  // 插入多条文档
  db.users.insertMany([
    { name: "Charlie", age: 28 },
    { name: "Diana", age: 32 }
  ]);
  

• 查询文档

  // 查询所有文档
  db.users.find();
  
  // 条件查询（等于）
  db.users.find({ age: 25 });
  
  // 条件查询（范围：age > 25）
  db.users.find({ age: { $gt: 25 } });
  
  // 限制返回字段（仅返回 name 和 age）
  db.users.find({}, { name: 1, age: 1, _id: 0 });
  
  // 排序（按 age 降序）
  db.users.find().sort({ age: -1 });
  
  // 分页（跳过前 5 条，取 10 条）
  db.users.find().skip(5).limit(10);
  

• 更新文档

  // 更新单条文档（age 改为 26）
  db.users.updateOne(
    { name: "Bob" },
    { $set: { age: 26 } }
  );
  
  // 更新多条文档（所有 age > 25 的文档添加字段）
  db.users.updateMany(
    { age: { $gt: 25 } },
    { $set: { status: "active" } }
  );
  

• 删除文档

  // 删除单条文档
  db.users.deleteOne({ name: "Bob" });
  
  // 删除多条文档
  db.users.deleteMany({ age: { $lt: 30 } });
  

5. 索引操作

// 创建单字段索引
db.users.createIndex({ name: 1 }); // 1 表示升序，-1 表示降序

// 创建复合索引
db.users.createIndex({ name: 1, age: -1 });

// 查看所有索引
db.users.getIndexes();

// 删除索引
db.users.dropIndex("name_1");

6. 聚合操作（Aggregation Pipeline）

// 统计每个城市的平均年龄
db.users.aggregate([
  { $group: { _id: "$address.city", avgAge: { $avg: "$age" } } },
  { $sort: { avgAge: -1 } }
]);

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四、常用查询运算符

• 比较运算符：$eq, $ne, $gt, $gte, $lt, $lte
• 逻辑运算符：$and, $or, $not, $nor
• 数组运算符：$in, $nin, $all, $elemMatch
• 字段存在性：$exists: true
• 正则匹配：{ name: { $regex: /^A/ } }

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五、安全与权限

1. 启用身份验证
   在配置文件中设置 security.authorization: enabled。

2. 创建用户

   use admin
   db.createUser({
     user: "admin",
     pwd: "password",
     roles: ["root"]
   });
   

3. 用户角色

   • read：只读权限
   • readWrite：读写权限
   • dbAdmin：数据库管理权限
   • userAdmin：用户管理权限

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六、部署与工具

1. 安装 MongoDB

   • 官网下载：https://www.mongodb.com/try/download/community

2. 命令行工具

   • mongosh：MongoDB 的交互式 Shell。
   • mongodump/mongorestore：备份与恢复工具。

3. 图形化工具

   • MongoDB Compass（官方 GUI）
   • DataGrip(推荐)

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七、适用场景

1. 实时数据分析（如日志、传感器数据）
2. 内容管理系统（CMS）
3. 移动应用后端（灵活的数据模型）
4. 物联网（IoT）（高写入吞吐量）

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八、注意事项

• 虽然 MongoDB 支持灵活的模式，但设计合理的文档结构对性能至关重要。
• 避免过度嵌套文档，防止查询性能下降。
• 合理使用索引，但避免过多索引影响写入性能。

通过以上内容，你可以快速上手 MongoDB 的基本操作！如果需要进一步学习，建议参考官方文档：https://docs.mongodb.com/