MongoDB学习笔记

一、MongoDB的简介

      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是一个高性能，开源，无模式的文档型数据库，它在许多场景下可用于替代传统的关系型数据库或键/值存储方式，是当前NoSql数据库中比较热门的一种。

      NoSql小简介：

    NoSql，全称是 Not Only Sql,指的是非关系型的数据库。下一代数据库主要解决几个要点：非关系型的、分布式的、开源的、水平可扩展的。原始的目的是为了大规模web应用，这场运动开始于2009年初，通常特性应用如：模式自由、支持简易复制、简单的API、最终的一致性（非ACID）、大容量数据等。NoSQL被我们用得最多的当数key-value存储，当然还有其他的文档型的、列存储、图型数据库、xml数据库等。

      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。他支持的数据结构非常松散，是类似json的bjson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是他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引。

      传统的关系数据库一般由数据库（database）、表（table）、记录（record）三个层次概念组成，MongoDB是由数据库（database）、集合（collection）、文档对象（document）三个层次组成。MongoDB对于关系型数据库里的表，但是集合中没有列、行和关系概念，这体现了模式自由的特点。

特点:

高性能、易部署、易使用，存储数据非常方便。主要功能特性有：

• 面向集合存储，易存储对象类型的数据。
• 模式自由。
• 支持动态查询。
• 支持完全索引，包含内部对象。
• 支持查询。
• 支持复制和故障恢复。
• 使用高效的二进制数据存储，包括大型对象（如视频等）。
• 自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性
• 支持Python，PHP，Ruby，Java，C，C#，Javascript，Perl及C++语言的驱动程序，社区中也提供了对Erlang及.NET等平台的驱动程序。
• 文件存储格式为BSON（一种JSON的扩展）。
• 可通过网络访问。

　　功能:

• 面向集合的存储：适合存储对象及JSON形式的数据。
• 动态查询：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。
• 完整的索引支持：包括文档内嵌对象及数组。Mongo的查询优化器会分析查询表达式，并生成一个高效的查询计划。
• 查询监视：Mongo包含一个监视工具用于分析数据库操作的性能。
• 复制及自动故障转移：Mongo数据库支持服务器之间的数据复制，支持主-从模式及服务器之间的相互复制。复制的主要目标是提供冗余及自动故障转移。
• 高效的传统存储方式：支持二进制数据及大型对象（如照片或图片）
• 自动分片以支持云级别的伸缩性：自动分片功能支持水平的数据库集群，可动态添加额外的机器。

　　适用场合:

• 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。

二、下载和安装

    MongoDB 当前版本是2.6.5，下载地址：http://www.mongodb.org/downloads。提供了各种平台的版本。我这里选择的是Windows平台下的2.0.4版本。

1. 第一步：下载安装包：如果是win系统，注意是64位还是32位版本的，请选择正确的版本。
2. 第二步：新建目录“D:\MongoDB”，解压下载到的安装包，找到bin目录下面全部.exe文件，拷贝到刚创建的目录下。（这里的目录可以随意选择，但路径中最好避免出现中文）
3. 第三步：在“D:\MongoDB”目录下新建“data”文件夹，它将会作为数据存放的根文件夹。

　配置成功后会看到如下画面：

　　在浏览器输入：http://localhost:27017/，可以看到如下提示：
You are trying to access MongoDB on the native driver port. For http diagnostic access, add 1000 to the port number.（这句话的意思是：你如果想了解更多的MongoDB的信息，可以把端口加1000，也就是http://localhost:28017/）

　　如此，MongoDB数据库服务已经成功启动了。

三、使用mongo.exe执行数据库的增删查改操作

mongodb 为我们提供的客户端管理工具是mongo.exe

1. 创建数据库：

 双击打开mongo.exe 出现如下界面：

该界面的意思是，当前连接的数据库是test，这是系统默认将要创建的。为什么说是“将要创建的”呢？因为此时并不存在此数据库，或者说它现在还只在内存中，并没有创建在物理磁盘上。不信，你看MongoDBFiles文件夹下面除了mongod.lock外，什么都没有。只有当你执行了插入数据的命令后，该数据库才会真正的创建。

我们暂时不管这个test了。现在我们来创建一个叫cnblogs 的数据库。

在shell 命令窗口键入如下命令：

> use cnblogs // use 命令用来切换当前数据库，如果该数据库不存在，则会先新建一个。

这时会出现switched to db cnblogs

2.创建collection并插入数据

 在传统关系型数据库中，创建完了库后接下来会创建表，但是在mongoDB中没有“表”的概念，与其对应的一个概念是集合，即collection。

 在shell 命令窗口键入如下命令：

> db.users.insert({'name':'xumingxiang','sex':'man'})

// 这条命令是向users 集合中插入一条数据。如果集合users不存在，则会先新建一个，然后再插入数据，参数以JSON格式传入。

 因为我们后面要测试删除数据，所以我们再插入一条数据：

 > db.users.insert({'name':xiangshu','sex':'man'})

3.在上面1和2中，我们创建了数据库，创建了集合，还插入了两条数据，那么这些操作有没有执行成功呢？我们来查询一下：

在shell 命令窗口键入如下命令：

> show dbs // 显示所有数据库



>show collections // 显示当前数据库下的所有集合



>db.users.find() // 显示users集合下的所有数据文档

 shell 界面如下：

 看我用红色标记的部分。这说明我们之前的操作是成功的。我们还看到系统给每条记录分配了一个惟一主键 _id 。

4.更新数据

 现在我们要把第二条数据的sex改成女即“women”

 在shell 命令窗口键入如下命令：

> db.users.update({'name':'xiangshu'},{'$set':{'sex':'women'}},upsert=true,multi=false)

 解释一下几个参数：

 第一：查询的条件

 第二：更新的字段

 第三：如果不存在则插入

 第四：是否允许修改多条记录

5.删除记录

 我们现在要把第一条记录即'name'为'xumingxiang'的

 在shell 命令窗口键入如下命令：

 > db. users.remove({'name':'xumingxiang'})

 我们在检验一下4和5两步有没有操作成功，在shell 命令窗口键入如下命令：

 > db.users.find() 

从输出的界面我们看到现在只剩下一条'name'为'xiangshu'的了，并且它的'sex'为'women'，这说明4）5)两步操作成功了。

 6.删除所有记录

 > db.users.remove()

 7.删除collection

> db.users.drop() //如果删除成功会返回“true”，否则返回“false”

 8.删除当前数据库

 > db.dropDatabase()

 四、更多的操作命名

db.AddUser(username,password)  添加用户

db.auth(usrename,password)     设置数据库连接验证

db.cloneDataBase(fromhost)     从目标服务器克隆一个数据库
db.commandHelp(name)           returns the help for the command
db.copyDatabase(fromdb,todb,fromhost)  复制数据库fromdb---源数据库名称，todb---目标数据库名称，fromhost---源数据库服务器地址
db.createCollection(name,{size:3333,capped:333,max:88888})  创建一个数据集，相当于一个表
db.currentOp()                 取消当前库的当前操作
db.dropDataBase()              删除当前数据库
db.eval(func,args)             run code server-side
db.getCollection(cname)        取得一个数据集合，同用法：db['cname'] or
db.getCollenctionNames()       取得所有数据集合的名称列表
db.getLastError()              返回最后一个错误的提示消息
db.getLastErrorObj()           返回最后一个错误的对象
db.getMongo()                  取得当前服务器的连接对象get the server
db.getMondo().setSlaveOk()     allow this connection to read from then nonmaster membr of a replica pair
db.getName()                   返回当操作数据库的名称
db.getPrevError()              返回上一个错误对象
db.getProfilingLevel()         
db.getReplicationInfo()        获得重复的数据
db.getSisterDB(name)           get the db at the same server as this onew
db.killOp()                    停止（杀死）在当前库的当前操作
db.printCollectionStats()      返回当前库的数据集状态
db.printReplicationInfo()
db.printSlaveReplicationInfo()
db.printShardingStatus()       返回当前数据库是否为共享数据库
db.removeUser(username)        删除用户
db.repairDatabase()            修复当前数据库
db.resetError()                
db.runCommand(cmdObj)          run a database command. if cmdObj is a string, turns it into {cmdObj:1}
db.setProfilingLevel(level)    0=off,1=slow,2=all
db.shutdownServer()            关闭当前服务程序
db.version()                   返回当前程序的版本信息

 

db.test.find({id:10})          返回test数据集ID=10的数据集
db.test.find({id:10}).count()  返回test数据集ID=10的数据总数
db.test.find({id:10}).limit(2) 返回test数据集ID=10的数据集从第二条开始的数据集
db.test.find({id:10}).skip(8)  返回test数据集ID=10的数据集从0到第八条的数据集
db.test.find({id:10}).limit(2).skip(8)  返回test数据集ID=1=的数据集从第二条到第八条的数据
db.test.find({id:10}).sort()   返回test数据集ID=10的排序数据集
db.test.findOne([query])       返回符合条件的一条数据
db.test.getDB()                返回此数据集所属的数据库名称
db.test.getIndexes()           返回些数据集的索引信息
db.test.group({key:...,initial:...,reduce:...[,cond:...]})
db.test.mapReduce(mayFunction,reduceFunction,<optional params>)
db.test.remove(query)                      在数据集中删除一条数据
db.test.renameCollection(newName)          重命名些数据集名称
db.test.save(obj)                          往数据集中插入一条数据
db.test.stats()                            返回此数据集的状态
db.test.storageSize()                      返回此数据集的存储大小
db.test.totalIndexSize()                   返回此数据集的索引文件大小
db.test.totalSize()                        返回些数据集的总大小
db.test.update(query,object[,upsert_bool]) 在此数据集中更新一条数据
db.test.validate()                         验证此数据集
db.test.getShardVersion()                  返回数据集共享版本号

五、MongoDB与现有的关系型数据库的MYSQL语法比较

MongoDB语法                                   MySql语法
db.test.find({'name':'foobar'}) <==> select * from test where name='foobar'
db.test.find()                  <==> select * from test
db.test.find({'ID':10}).count() <==> select count(*) from test where ID=10
db.test.find().skip(10).limit(20)     <==> select * from test limit 10,20
db.test.find({'ID':{$in:[25,35,45]}}) <==> select * from test where ID in (25,35,45)
db.test.find().sort({'ID':-1})        <==> select * from test order by ID desc
db.test.distinct('name',{'ID':{$lt:20}})  <==> select distinct(name) from test where ID<20
db.test.group({key:{'name':true},cond:{'name':'foo'},reduce:function(obj,prev){prev.msum+=obj.marks;},initial:{msum:0}})  <==> select name,sum(marks) from test group by name
db.test.find('this.ID<20',{name:1})  <==> select name from test where ID<20
db.test.insert({'name':'foobar','age':25})<==>insert into test ('name','age') values('foobar',25)
db.test.remove({})                <==> delete * from test
db.test.remove({'age':20})        <==> delete test where age=20
db.test.remove({'age':{$lt:20}})  <==> elete test where age<20
db.test.remove({'age':{$lte:20}}) <==> delete test where age<=20
db.test.remove({'age':{$gt:20}})  <==> delete test where age>20
db.test.remove({'age':{$gte:20}}) <==> delete test where age>=20
db.test.remove({'age':{$ne:20}})  <==> delete test where age!=20
db.test.update({'name':'foobar'},{$set:{'age':36}}) <==> update test set age=36 where name='foobar'
db.test.update({'name':'foobar'},{$inc:{'age':3}})  <==> update test set age=age+3 where name='foobar'

注意以上命令大小写敏感

六、可视化管理工具MongoVUE

使用mongo.exe 管理数据库虽然可行，功能也挺强大，但每次都要敲命令，即繁琐枯燥而且效率低下。下面介绍一款Windows下的可视化操作的管理工具MongoVUE

下载地址：http://www.mongovue.com/downloads/

运行效果如下：

七、在C#中使用官方驱动操作MongoDB

 1.下载安装

 想要在C#中使用MongoDB,首先得要有个MongoDB支持的C#版的驱动。C#版的驱动有很多种，如官方提供的，samus。 实现思路大都类似。这里我们先用官方提供的mongo-csharp-driver ,当前版本为1.4.1

下载地址：http://github.com/mongodb/mongo-csharp-driver/downloads

编译之后得到两个dll

 MongoDB.Driver.dll：顾名思义，驱动程序

 MongoDB.Bson.dll：序列化、Json相关

 然后在我们的程序中引用这两个dll。

 下面的部分简单演示了怎样使用C#对MongoDB进行增删改查操作。

 2.连接数据库：

 在连接数据库之前请先确认您的MongoDB已经开启了。

//数据库连接字符串

 const string strconn = "mongodb://127.0.0.1:27017";

//数据库名称

 const string dbName = "cnblogs";

//创建数据库链接

 MongoServer server = MongoDB.Driver.MongoServer.Create(strconn);

//获得数据库cnblogs

 MongoDatabase db = server.GetDatabase(dbName);

3.插入数据：

好了数据打开了，现在得添加数据了，我们要添加一条User“记录”到 Users集合中。

在MongoDB中没有表的概念，所以在插入数据之前不需要创建表。

但我们得定义好要插入的数据的模型Users

Users.cs：

public class Users

{

public ObjectId _id;//BsonType.ObjectId 这个对应了 MongoDB.Bson.ObjectId 

 　　　　public string Name { get; set; }

public string Sex { set; get; }

}

_id 属性必须要有，否则在更新数据时会报错:“Element '_id' does not match any field or property of class”。

 好，现在看看添加数据的代码怎么写：

public void Insert()

{

//创建数据库链接

 MongoServer server = MongoDB.Driver.MongoServer.Create(strconn);

//获得数据库cnblogs

 MongoDatabase db = server.GetDatabase(dbName);

Users users = new Users();

users.Name = "xumingxiang";

users.Sex = "man";

//获得Users集合,如果数据库中没有，先新建一个

 MongoCollection col = db.GetCollection("Users");

//执行插入操作

 col.Insert<Users>(users);

}

4.更新数据

public void Update()

{

//创建数据库链接

 MongoServer server = MongoDB.Driver.MongoServer.Create(strconn);

//获得数据库cnblogs

 MongoDatabase db = server.GetDatabase(dbName);

//获取Users集合

 MongoCollection col = db.GetCollection("Users");

//定义获取“Name”值为“xumingxiang”的查询条件

 var query = new QueryDocument { { "Name", "xumingxiang" } };

//定义更新文档

 var update = new UpdateDocument { { "$set", new QueryDocument { { "Sex", "wowen" } } } };

//执行更新操作

 col.Update(query, update);

}

5.删除数据

public void Delete()

{

//创建数据库链接

 MongoServer server = MongoDB.Driver.MongoServer.Create(strconn);

//获得数据库cnblogs

 MongoDatabase db = server.GetDatabase(dbName);

//获取Users集合

 MongoCollection col = db.GetCollection("Users");

//定义获取“Name”值为“xumingxiang”的查询条件

 var query = new QueryDocument { { "Name", "xumingxiang" } };

//执行删除操作

 col.Remove(query);

}

6.查询数据

//引用
//using MongoDB.Driver.Builders;
//using MongoDB.Bson;
public void Query()
{

    //创建数据库链接
    MongoServer server = MongoDB.Driver.MongoServer.Create(strconn);

    //获得数据库cnblogs
    MongoDatabase db = server.GetDatabase(dbName);
    //获取Users集合

    MongoCollection col = db.GetCollection("Users");

    //定义获取“Name”值为“xumingxiang”的查询条件
    var query = new QueryDocument { { "Name", "xumingxiang" } };
    //当然，我想你也许会喜欢这样写：  
    var query = Query.EQ("Name", "xumingxiang");    // 等于
        //类似的还有：
        query = Query.NE("Name", "xumingxiang");     //不等于
        query = Query.GT("Age", 25);                 //大于
        query = Query.GTE("Age", 25);                //大于等于
        query = Query.LT("Age", 25);                 //小于
        query = Query.LTE("Age", 25);                //小于等于

        //子查询
        query = Query.In("Age", new List<BsonInt32> { 25, 26, 27 });        //查询Age的值在25、26、27范围内的数据   
        query = Query.NotIn("Age", new List<BsonInt32> { 25, 26, 27 });     //查询Age的值不在25、26、27范围内的数据   

        //And 操作
        query = Query.And( Query.GT("Age",20),Query.LT("Sex","男") );

        //Or 操作
        query = Query.Or(Query.GT("Age", 20), Query.LT("Sex", "男"));


        query = Query.Exists("BirthDay");       //存在 名为 BirthDay 的字段的数据
        query = Query.NotExists("BirthDay");    //不存在 名为 BirthDay 的字段的数据

        query = Query.Mod("Age", 10, 1);        //查询age取模10等于1的数据
            

    var sort = SortBy.Ascending("Age");             //顺序排列
    sort = SortBy.Descending("Age");                //倒序排列

    //上面这写代码你可能更喜欢写成泛型的形式，那样会更符合您的编码哲学，该驱动也是支持的，如：
    var  tQuery = Query<Users>.In(x => x.Age, new List<BsonInt32> { 25, 26, 27 });   
    var  tSort = SortBy<Users>.Descending(x=>x.Age);


    //查询全部集合里的数据
    var result1 = col.FindAllAs<Users>().ToList();

    //查询第一条数据，查询条件可缺省。
    var result2 = col.FindOneAs<Users>();
    //查询指定查询条件的全部数据
    var result3 = col.FindAs<Users>(query)  //筛选条件
        .SetSortOrder(sort)     　　　　　　  //排序
        .Distinct()             　　　　　　  //排重
        .Skip(20)               　　　　　　  //跳过前20个
        .Take(10)               　　　　　　  //取后面的10个 
        .ToList();



}

 

八、有一款驱动是samus，可以用于操作MongoDB，支持Linq和Lambda表达式，但是由于长久没更新，不太建议使用