二十九、MongoDB（1）

建议：可忽略理论直接下载安装

文章总结MongoDB数据库的基本知识，包括MongoDB数据库的安装、配置、服务的启动、数据的CRUD操作函数使用、MongoDB索引的使用（唯一索引、地理索引、过期索引、全文索引等）、MapReduce操作实现、用户管理、Java对MongoDB的操作支持（基于2.x驱动与3.x驱动的完全讲解）。

通过学习，读者将具备MongoDB数据库的开发能力，并且能够使用MongoDB进行项目开发。

MongoDB官方英文文档

MongoDB官方中文文档

一、MongoDB简介

1.1 什么是 MongoDB

MongoDB 是一个跨平台的，面向文档的数据库，是当前 NoSQL 数据库产品中最热门的一种。它介于关系数据库和非关系数据库之间，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的产品。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。

1.2 MongoDB特点

MongoDB 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。它是一个面向集合的,模式自由的文档型数据库。

具体特点总结如下：

• （1）面向集合存储，易于存储对象类型的数据
• （2）模式自由
• （3）支持动态查询
• （4）支持完全索引，包含内部对象
• （5）支持复制和故障恢复
• （6）使用高效的二进制数据存储，包括大型对象（如视频等）
• （7）自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性
• （8）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
• （9） 文件存储格式为 BSON（一种 JSON 的扩展）

1.3 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。

• （1）MongoDB 的文档（document），相当于关系数据库中的一行记录。
• （2）多个文档组成一个集合（collection），相当于关系数据库的表。
• （3）多个集合（collection），逻辑上组织在一起，就是数据库（database）。
• （4）一个 MongoDB 实例支持多个数据库（database）。
  文档(document)、集合(collection)、数据库(database)的层次结构如下图:

MySQL和MongoDB对比

二、下载与安装

2.1 MongoDB下载

下载安装包

• MongoDB官网 下载安装 (无需登录如下图)
• 本地资源库下载获取

根据上图所示下载 zip 包。
提示：版本的选择：
MongoDB的版本命名规范如：x.y.z；
y为奇数时表示当前版本为开发版，如：1.5.2、4.1.13；
y为偶数时表示当前版本为稳定版，如：1.6.3、4.0.10；
z是修正版本号，数字越大越好。一般使用稳定版
详情 mongodb中文文档

2.2 在Linux 上的安装

2.2.1 安装前的准备

(1)VMware-workstation-full-12.1.0-3272444VMware 12 专业版

(2)虚拟机所使用镜像：CentOS-7-x86_64-Minimal-1708.iso

(3)mongodb: mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.9.tgz(与上面资源库一致)

2.2.2 开始安装

1、上传下载回来的安装包到LINUX服务器

2、解压缩安装包到 /usr/local

tar -xvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.9.tgz -C /usr/local

3、对解压目录重新命名

cd /usr/localmv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.9 mongodbrm -rf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.9.tgz

4、创建数据库目录

• MongoDB的数据存储在data目录的db目录下，但是这个目录在安装过程不会自动创建，所以你需要手动创建data目录，并在data目录中创建db目录。
  以下实例中我们将data目录创建于根目录下,即 /usr/local下面(/)。
  注意：/data/db 是 MongoDB 默认的启动的数据库路径(--dbpath)。

mkdir /data/db -p

5、启动MongoDB服务

• 进入mongodb的bin目录
  输入命令：./mongod

6、进入MongoDB后台管理 Shell

• 另起一个终端，进入目录 cd /usr/local/mongodb/bin
  输入命令:./mongo
  即可进入MongDB后台管理Shell

由于它是一个JavaScript shell，您可以运行一些简单的算术运算:

2+2
4
3+6
9

注意：可以将客户端mogo文件在/bin下软链接，方便随处执行：

ln  -s  /usr/local/mongodb/bin/mongo /bin/mongo

2.2.3 测试软链接启动

我们另外打开命令提示符窗口，如果mongoDB是按默认的端口启动的，并且是部署在本机的。输入命令 mongo 即可登陆系统

从界面输出的信息我们可以得知，它默认连接的是test数据库

• 如果是要连接远程的mongoDB服务器 ，就输入命令

mongo 远程IP地址

如果远程的mongoDB服务端口不是默认的，需要输入命令

mongo 远程IP地址：端口

输入exit命令可退回到命令提示符

2.3 在windows上的安装

① 第一步：解压安装启动

将压缩包解压到一个目录中。
在解压目录中，手动建立一个目录用于存放数据文件，如 data/db

• 方式1：命令行参数方式启动服务（调试建议使用）
  在 bin 目录中打开命令行提示符，输入cmd再输入如下命令：

mongod --dbpath=..\data\db

我们在启动信息中可以看到，mongoDB的默认端口是27017，如果我们想改变默认的启动端口，可以通过--port来指定端口。
为了方便我们每次启动，可以将安装目录的bin目录设置到环境变量的path中， bin 目录下是一些常用命令，比如 mongod 启动服务用的，mongo 客户端连接服务用的。

直接打开命令窗口测试:

windows 版本的安装步骤

🔷下载 .msi 文件，下载后双击该文件，按操作提示安装即可。
🔷 安装过程中，可以通过点击"Custom(自定义)”按钮来设置 MongoDB 数据库程序安装目录，也可以使用默认目录。
🔷下-步安装“install mongoDBcompass"不勾选(勾选需要联网下载Compass软件，可能需要更久的安装时间)

• 🔷 MongoDBCompass 是一个图形界面管理工具，我们可以在后面自己到官网下载安装
• 🔷 在初学者阶段,强烈建议不安装 MongoDBCompass,使用命令行在操作 MongoDB类据库，以此来提高我们的编程能力,且有助于我们在编程语言中操作 MongoDB.

🔷 在安装过程中选择installMongoDBasservice,是将 mongo 注册为系统服务(由此可以开机自启动及后台运行)

三、基本增删改查操作

3.1 选择或创建数据库

使用use 数据库名称即可选择数据库，如果该数据库不存在会自动创建

use mydb

3.2 插入文档

文档相当于关系数据库中的记录

• 首先我们定义一个文档变量，格式为变量名称={}; 例如：
• 接下来就是将这个变量存入MongoDB
• 格式为：db.集合名称.save(变量);

• 这里的集合就相当于关系数据库中的表。如下所示：
  这样就在mydb集合中存入文档。如果这个mydb集合不存在，就会自动创建。
  当然，你也可以不用定义变量，直接把变量值放入save方法中也是可以地。

3.3 查询集合

我们要查询某集合的所有文档，使用find()方法。语法格式为：

• db.集合名称.find();
  例如，我们要查询mydb集合中的所有文档如下所示：

这里你会发现每条文档会有一个叫_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，MongDB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，其类型可以使ObjectID类型，也可以是MongoDB支持的任意类型. 例如：

use mydbdb.userList.save({"id":1001,"name":"Daniel","age":22,"address":"shanghai"});
db.userList.save({"id":1002,"name":"hollow","age":42,"address":"xian"});
db.userList.save({"id":1003,"name":"Jenny","age":32,"address":"shenzhen"});
db.userList.save({"id":1004,"name":"Wdny","age":33,"address":"gansu"});db.userList.find();

如果我想按一定条件来查询，比如我想查询id为“1003”的记录，怎么办？很简单！
只要在find()中添加参数即可，参数也是json格式，如下：

db.userList.find({id:1003});

为了避免游标可能带来的开销，MongoDB还提供了一个叫findOne()的方法，用来返回结果集的第一条记录。

db.userList.findOne({id:1003});

id为1003的有很多条，这里只返回了一条记录。
当我们需要返回查询结果的前几条记录时，可以使用limit方法，例如：

db.userList.find().limit(3);

3.4 修改文档

我们要想修改记录，可以使用update与$set方法 .
例如：我先将姓名为Daniel的用户文档中的age字段值改为88，执行下列语句

db.userList.update({name:"Daniel"},{$set:{age:88}});

3.5 删除文档

删除文档使用remove()方法，格式为：

• db.集合名称.remove( 条件 );

请慎用remove({}), 它会一条不剩地把你的集合所有文档删的干干净净。
我们现在演示一下，删除name为“hollow”的记录：

db.userList.remove({name:"hollow"});