十次方项目开发系列【5】：非关系型数据库MongoDB入门_小型非关系型数据库mongodb shell应用开发实例-优快云博客

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本文详细介绍MongoDB数据库的基础知识，包括其特点、体系结构及数据类型，并深入讲解在Windows和Docker环境下的安装过程，以及常用的数据库操作命令，如创建、查询、修改和删除文档，适合初学者快速上手。

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学习目标
【了解】什么是MongoDB
【掌握】MongoDB的安装
【掌握】MongoDB的常用命令
【掌握】可视化工具robomongo使用

直达：十次方项目开发系列【1】：项目介绍和工程搭建

一 MongoDB简介

1.1 文章评论数据分析

十次方项目的文章评论两项功能存在以下特点：

数据量大
写入操作频繁
数据价值较低
对于这样的数据，我们更适合使用MongoDB来实现数据的存储

其他方案：

Redis不适合在数据量大时使用
MySQL使用集群投入成本过大

1.2 什么是MongoDB

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。

1.3 MongoDB特点

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引。

它的特点是高性能、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。
支持查询。支持动态查询。
支持完全索引，包含内部对象。
支持复制和故障恢复。
使用高效的二进制数据存储
自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性。
支持RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。
文件存储格式为BSON（一种JSON的扩展）。

1.4 MongoDB体系结构

MongoDB 的逻辑结构是一种层次结构。主要由：文档(document)、集合(collection)、数据库(database)这三部分组成的。逻辑结构是面向用户的，用户使用 MongoDB 开发应用程序使用的就是逻辑结构。
在这里插入图片描述

MongoDB 的文档（document），相当于关系数据库中的一行记录。
多个文档组成一个集合（collection），相当于关系数据库的表。
多个集合（collection），逻辑上组织在一起，就是数据库（database）。
一个 MongoDB 实例支持多个数据库（database）。

1.5 MongoDB数据类型

在这里插入图片描述

1. ObjectId

ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：

前 4 个字节表示创建 unix 时间戳，格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时
接下来的 3 个字节是机器标识码
紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
最后三个字节是随机数
MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象

2. 时间戳
BSON 有一个特殊的时间戳类型，与普通的日期类型不相关。时间戳值是一个 64 位的值。其中：

前32位是一个 time_t 值【与Unix新纪元（1970年1月1日）相差的秒数】
后32位是在某秒中操作的一个递增的序数
在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。
3. 日期
表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。

二 MongoDB基本使用

2.1 window系统MongoDB安装

1. 安装

mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-3.2.10-signed.msi 按照提示步骤安装即可。安装完成后，软件会安装在C:\Program Files\MongoDB 目录中
将C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin 设置到环境变量path中。

2.启动

创建一个文件夹d:\data，用于存放数据的目录data
打开命令行窗口，执行：mongod --dbpath=D:\data

注：如果要修改端口号则：mongod --dbpath=D:\data -port 8989
3. 登录

再打开一个新的命令行窗口，执行以下命令：mongo 127.0.0.1:27017

注：以上命令中，如果ip是本地服务，端口号是27017，则后面的127.0.0.1:27017可以省略

2.2 Docker 环境下MongoDB安装

首先下载好MongoDB的镜像
1. 查看所有镜像：docker images
2. 在Linux虚拟机中创建mongo容器：docker run -id --name mongo -p 27017:27017 mongo
3. 查看正在运行的容器：docker ps
4. 在Window命令行窗口出入登录命令:mongo 192.168.200.128
【注意：192.168.200.128为Linux中使用ifconfig得到的IP地址】
5. 查看数据库：show dbs

2.3 常用命令

2.3.1 选择和创建数据库

1. 选择和创建数据库语法格式：use 数据库名称

如果数据库存在则选择该数据库，如果数据库不存在则自动创建。
以下语句创建commentdb数据库：use commentdb

2. 查看数据库：show dbs
3. 查看集合：show collections

需要先选择数据库之后，才能查看该数据库的集合。

2.3.2 插入与查询文档

1. 前提需要选择一个数据库，例如：use commentdb

2. 插入数据语法格式：db.集合名称.insert( 数据 );

测试数据：db.comment.insert({name:"张三",userid:"1011"})

3. 查询数据：db.集合名称.find()

查询集合comment的所有文档db.comment.find()
发现文档会有一个叫_id的字段，这个相当于我们原来关系数据库中表的主键，当你在插入文档记录时没有指定该字段，MongoDB会自动创建，其类型是ObjectID类型。如果我们在插入文档记录时指定该字段也可以，其类型可以是ObjectID类型，也可以是MongoDB支持的任意类型。

4.条件查询

输入以下测试语句:

db.comment.insert({_id:"1",content:"到底为啥出错",userid:"1012",thumbup:2020});
db.comment.insert({_id:"2",content:"加班到半夜",userid:"1013",thumbup:1023});
db.comment.insert({_id:"3",content:"手机流量超了咋办",userid:"1013",thumbup:111});
db.comment.insert({_id:"4",content:"坚持就是胜利",userid:"1014",thumbup:1223});

查询userid为1013的记录：db.comment.find({userid:'1013'})
只需要返回符合条件的第一条数据：db.comment.findOne({userid:'1013'})
返回指定条数的记录：db.comment.find().limit(2)

2.3.3修改与删除文档（谨慎使用）

1.修改文档的语法结构：db.集合名称.update(条件,修改后的数据)

修改_id为1的记录，点赞数为1000，输入以下语句：~~db.comment.update({_id:"1"},{thumbup:1000})~~ 执行后发现，这条文档除了thumbup字段其它字段都不见了。
为了解决这个问题，我们需要使用修改器"$set“”来实现，命令如下:

db.comment.update({_id:"2"},{$set:{thumbup:2000}})

2.删除文档的语法结构：db.集合名称.remove(条件)

以下语句可以将数据全部删除，慎用~:db.comment.remove({})
删除条件可以放到大括号中:db.comment.remove({thumbup:1000})

2.3.4 统计条数

1.统计记录条件使用count()方法：db.comment.count()

2.按条件统计，例如统计userid为1013的记录条数：db.comment.count({userid:"1013"})

2.3.5 模糊查询

MongoDB的模糊查询是通过正则表达式的方式实现的。
格式为：/模糊查询字符串/

查询评论内容包含“流量”的所有文档：db.comment.find({content:/流量/})
查询评论内容中以“加班”开头的：db.comment.find({content:/^加班/})

2.3.6 大于小于不等于

<, <=, >, >= 这个操作符，格式如下:
gt：

db.集合名称.find({ "field" : { $gt: value }}) // 大于: field > value
db.集合名称.find({ "field" : { $lt: value }}) // 小于: field < value

db.集合名称.find({ "field" : { $gte: value }}) // 大于等于: field >= value
db.集合名称.find({ "field" : { $lte: value }}) // 小于等于: field <= value

db.集合名称.find({ "field" : { $ne: value }}) // 不等于: field != value

查询评论点赞数大于1000的记录：db.comment.find({thumbup:{$gt:1000}})

2.3.7 包含与不包含

1. 包含使用$in操作符

查询评论集合中userid字段包含1013和1014的文档：db.comment.find({userid:{$in:["1013","1014"]}})

2.不包含使用$nin操作符

查询评论集合中userid字段不包含1013和1014的文档：db.comment.find({userid:{$nin:["1013","1014"]}})

2.3.8 条件连接

1.我们如果需要查询同时满足两个以上条件，需要使用$and操作符将条件进行关联（相当于SQL的and）

格式为：$and:[ {条件},{条件},{条件} ]
查询评论集合中thumbup大于等于1000 并且小于2000的文档：db.comment.find({$and:[ {thumbup:{$gte:1000}} ,{thumbup:{$lt:2000} }]})

//优化格式后
db.comment.find(
	{
	$and:[ 
			{thumbup:{$gte:1000}} ,
			{thumbup:{$lt:2000} }
			]
	}
)

2.如果两个以上条件之间是或者的关系，我们使用操作符进行关联，与前面and的使用方式相同

格式为：$or:[ {条件},{条件},{条件} ]
查询评论集合中userid为1013，或者点赞数小于2000的文档记录：db.comment.find({$or:[ {userid:"1013"} ,{thumbup:{$lt:2000} }]})

//优化格式后
db.comment.find(
		{
			$or:[
					 {userid:"1013"} ,
					 {thumbup:{$lt:2000} }
			 ]
		}
)

2.3.9 列值增长

对某列值在原有值的基础上进行增加或减少，可以使用 $KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …ate({_id:"2"},{$ inc:{thumbup:1}})`

db.comment.update(
	{_id:"2"},
	{$inc:{thumbup:1} }
)

2.3.10 规律总结

用’$'来选择方法
符号’$'用法必带：{$X: } ,如：{$inc:{thumbup:1}
多个条件用中括号：[ ] ,如：$and:[ {条件},{条件},{条件} ]
每一个条件都是一个json，一个条件有一对中括号{}

三可视化工具robomongo

Mongodb有很多可视化工具，这里我们使用robomongo，可以访问官网：https://robomongo.org/
Robo 3T前身就是Robomongo，是一个免费的可视化工具，我们使用他可以很轻松的进行Mongodb的管理。
安装robo3t-1.3.1-windows-x86_64-7419c406.exe
点击Create创建连接，进行如下配置即可：