MongoDB: 从入门到进阶-优快云博客

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1. MongoDB简介

MongoDB是一个开源的文档型数据库，属于NoSQL数据库的一种。它以其高性能、高可用性和易扩展性而闻名。MongoDB使用BSON（Binary JSON）格式存储数据，这使得它非常适合处理大量的非结构化数据。

主要特点：

文档型存储：数据以类JSON格式存储
灵活的数据模型：无需预定义模式
强大的查询语言：支持CRUD操作和复杂查询
高性能：支持索引，包括文本搜索和地理空间索引
高可用性：通过复制集实现
水平扩展：通过分片实现

2. 安装MongoDB

在Ubuntu上安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb

在macOS上使用Homebrew安装：

brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community

3. 基本操作

连接到MongoDB：

mongo

创建数据库：

use mydb

创建集合并插入文档：

db.users.insertOne({
  name: "John Doe",
  age: 30,
  email: "john@example.com"
})

查询文档：

db.users.find({name: "John Doe"})

更新文档：

db.users.updateOne(
  {name: "John Doe"},
  {$set: {age: 31}}
)

删除文档：

db.users.deleteOne({name: "John Doe"})

4. 高级查询

复合查询：

db.users.find({
  age: {$gt: 25, $lt: 35},
  "address.city": "New York"
})

聚合管道：

db.orders.aggregate([
  {$match: {status: "completed"}},
  {$group: {_id: "$customerId", total: {$sum: "$amount"}}}
])

5. 索引

创建索引：

db.users.createIndex({email: 1})

创建复合索引：

db.users.createIndex({name: 1, age: -1})

文本索引：

db.articles.createIndex({content: "text"})

6. 数据建模

在MongoDB中，数据建模的关键是选择嵌入式文档还是引用。

嵌入式文档：

{
  _id: ObjectId("5099803df3f4948bd2f98391"),
  name: "Joe Smith",
  contacts: [
    {type: "email", value: "joe@example.com"},
    {type: "phone", value: "555-123-4567"}
  ]
}

引用：

// 用户文档
{
  _id: ObjectId("5099803df3f4948bd2f98391"),
  name: "Joe Smith"
}

// 联系方式文档
{
  _id: ObjectId("5099803df3f4948bd2f98392"),
  user_id: ObjectId("5099803df3f4948bd2f98391"),
  type: "email",
  value: "joe@example.com"
}

7. 复制集

复制集提供了数据冗余和高可用性。

配置复制集：

启动多个MongoDB实例
初始化复制集：

rs.initiate()
rs.add("mongodb1.example.net")
rs.add("mongodb2.example.net")

8. 分片

分片允许水平扩展MongoDB集群。

配置分片：

配置分片集群（配置服务器、mongos路由器、分片）
启用数据库分片：

sh.enableSharding("mydb")

对集合进行分片：

sh.shardCollection("mydb.users", {_id: "hashed"})

9. 安全性

启用身份验证：

创建管理员用户：

use admin
db.createUser({
  user: "adminUser",
  pwd: "secretPassword",
  roles: [{role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin"}]
})

启动MongoDB时启用身份验证：

mongod --auth

启用TLS/SSL：

配置MongoDB以使用SSL证书，确保数据传输的安全性。

10. 性能优化

使用适当的索引
避免大型文档
使用投影限制返回的字段
批量操作代替单一操作
使用聚合管道而不是map-reduce
监控和分析查询性能（使用explain()）

结语

MongoDB是一个强大而灵活的数据库系统，适用于各种应用场景。从基本的CRUD操作到高级的分片和复制，MongoDB提供了丰富的功能来满足现代应用程序的需求。随着对MongoDB的深入学习和实践，您将能够充分利用它的特性，构建高效、可扩展的应用程序。

进一步学习资源

通过不断学习和实践，您将能够掌握MongoDB的高级特性，成为一名出色的MongoDB开发者。祝您在MongoDB的学习之旅中取得成功！