MongoDB概念解析
mongodb的基本概念是文档、集合、数据库，下面挨个介绍。
下表应该更容易理解Mongo中的一些概念：
| 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 | |
| primary key | primary key | 主键，MongoDB自动将_id字段设置为主键 |
通过以下实例图，我们也可以更直观的了解Mongo中的一些概念：
数据库
一个mongodb中可以建立多个数据库。
MongoDB的默认数据库为“db”，该数据库存储在data目录中。
MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。
“show dbs”命令可以显示所有数据的列表。
> show dbs
admin 0.000GB
config 0.000GB
local 0.000GB
test 0.000GB
>
执行“db”命令可以显示当前数据库对象或集合。
> db
test
>
运行“use”命令，可以连接到一个指定的数据库
> use config
switched to db config
> db
config
>
在上面的这个实例中，“config”是你要链接的数据库。
数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符。
- 不能是空字符串（“”）。
- 不得含有
''(空格),.,$,/,\和\0(空字符)。 - 应全部小写
- 最多64字节
有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。 - admin：从权限的角度来看，这是“root”数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
- local：这个数据永远不会被复制，可以用来存储于本地单台服务器的任意集合。
- config：当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。
文档（Document）
文档是一组键值（key-value）对（即BSON）。MongoDB的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是MongoDB非常突出的特点。
一个简单的文档例子如下：
{"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程"}
下表列出了RDBMS与MongoDB对应的术语：
| RDBMS | MongoDB |
|---|---|
| 数据库 | 数据库 |
| 表格 | 集合 |
| 行 | 文档 |
| 列 | 字段 |
| 表联合 | 嵌入文档 |
| 主键 | 主键（MongoDB提供了key为_id） |
数据库服务和客户端
| Mysqld/Oracle | mongod |
| mysql/sqlplus | mongo |
需要注意的是：
- 1.文档中的键值对是有序的。
- 2.文档中的值不仅可以是双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档）。
- 3.MongoDB区分类型和大小写。
- 4.MongoDB的文档不能有重复的键。
- 5.文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。
文档键命名规范： - 键不能含有
\0(空字符)。这个字符用来表示键的结尾。 .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。- 以下划线"_"开头的键是保留的（不是严格要求的）。
集合
集合就是MongoDB文档组，类似RDBMS（关系数据库管理系统：Relational Database Management System）中的表格。集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。
比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：
{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
{"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程","num":5}
当地一个文档插入时，集合就会被创建
合法的集合名
- 集合名不能是空字符串
""。 - 集合名不能含有’\0
- 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出现
$。
例如：db.col.findOne()
capped collections
Capped collections就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及队列过期的特性（过期按照插入的顺序）有点和“RRD”概念类似。
Capped collections是高性能自动的维护对象的插入顺序。他非常适合类似记录日志的功能和标准的collection不同，你必须显式的创建一个capped collection，指定一个collection的大小，单位是字节。collection的数据存储空间是提前分配的。
Capped collections可以按照文档的插入顺序保存到集合中，而且这些文档在磁盘上存放位置也是按照插入顺序来保存的，所以当我们更新Capped collections中文档的时候，更新后的文档不可以超过之前的文档的大小，这样话就可以确保所有文档在磁盘上的位置一致保持不变。
由于 Capped collection 是按照文档的插入顺序而不是使用索引确定插入位置，这样的话可以提高增添数据的效率。MongoDB 的操作日志文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 来实现的。
要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。
db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})
- 在capped collection中，你能添加新的对象。
- 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败。
- 使用Capped Collection不能删除一个文档，可以使用drop（）方法删除collection所有的行。
- 删除之后，你必须显式的重新创建这个collection
- 在32bit机器中，capped collection最大存储为 1e9（1*10^9）个字节。
元数据
数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：
dbname.system.*
在MongoDB数据库中命名空间<dbname>.system.是包含多种系统信息的特殊集合（Collection），如下：
| 集合命名空间 | 描述 |
|---|---|
| dbname.system.namespace | 列出所有命名空间 |
| dbname.system.indexes | 列出所有索引 |
| dbname.system.profile | 包含数据库概要（profile）信息 |
| dbname.system.users | 列出所有可访问数据库的用户 |
| dbname.local.sources | 包含复制对端（slave）的服务器信息和状态 |
对于修改系统集合中的对象有如下限制。
在{{system.indexs}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的（特殊的drop index命令将自动更新相关信息）。{{system.users}}是可修改的。{{system.profile}}是可删除的。
MongoDB数据类型
| 数据类型 | 描述 |
|---|---|
| String | 字符串。存储数据常用的数据类型。在MongoDB中，UTF-8编码的字符串才是合法的。 |
| Integer | 整性数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器，可分为32为和64位。 |
| Boolean | 布尔值。用于存储布尔值（真/假） |
| Double | 双精度浮点值。用于存储浮点值 |
| Min/Max keys | 将一个值与BSON（二进制的JSON）元素的最低值和最高值相对比。 |
| Array | 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。 |
| Timestamp | 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。 |
| Object | 用于内嵌文档 |
| Null | 用于创建空值 |
| Symbol | 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型，但不同的是，它一般用于采用特殊符号类型的语言 |
| Date | 日期时间。用UNIX时间格式来存储当前日期或时间。把你可以指定自己的日期时间：创建Date对象，传入年月日信息。 |
| Object ID | 对象ID。用于创建文档的ID |
| Binary Data | 二进制数据。用于存储二进制数据。 |
| Code | 代码类型。用于在文档中存储Javascript代码 |
| Regular expression | 正则表达式类型。用于存储正则表达式。 |
下面说明几种重要的数据类型
ObjectID
ObjectID类似唯一主键，可以很快的去重和排序，包含12bytes，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。这个键的值可以任何类型的，默认是个ObjectID对象，由于ObjectID中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过getTimestamp函数来获取文档的创建时间：
> var newObject = ObjectId()
> newObject.getTimestamp()
ISODate("2022-03-25T08:39:17Z")
>
ObjectID转为字符串
> newObject.str
623d7fb568de0f490d5a260f
>
字符串
BSON字符串都是UTF-8编码
时间戳
BSON有一个特殊的时间戳类型用于MongoDB内部使用，与普通的日期类型不相关。时间戳值是一个64为的值。其中：
- 前32位是一个time_t值（与Unix新纪元相差的秒数）
- 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。
在复制集中，oplog有一个ts字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。
BSON时间戳类型主要用于MongoDB内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用BSON日期类型。
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。
> var mydate1 = new Date()
> mydate1
ISODate("2022-03-25T08:48:30.254Z")
> typeof mydate1
object
>
> var mydate2 = ISODate() // 格林尼治时间
> mydate2
ISODate("2022-03-25T08:50:40.731Z")
> typeof mydate2
object
>
这样创建的时间是日期类型，可以使用JS中的Date类型的方法。
返回一个时间类型的字符串：
> var mydate1str = mydate1.toString()
> mydate1str
Fri Mar 25 2022 16:48:30 GMT+0800
> typeof mydate1str
string
>
或者
> Date()
Fri Mar 25 2022 16:53:27 GMT+0800
>
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