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MongoDB是一个强大的分布式文件存储的NoSQL数据库#xff0c;天然支持高可用、分布式和灵活设计。由C编写#xff0c;运行稳定#xff0c;性能高。为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。主要解决关系型数据库数据量大#xff0c;并… 优质博客 IT-BLOG-CN 一、简介
MongoDB是一个强大的分布式文件存储的NoSQL数据库天然支持高可用、分布式和灵活设计。由C编写运行稳定性能高。为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。主要解决关系型数据库数据量大并发高导致查询效率低下的问题通过使用内存代替磁盘提高查询性能。
MongoDB特点 【1】模块自由可以把不同结构的文档存在在同一个数据库里 【2】面向集合的存储适合存储JSON风格文件的形式 【3】完整的索引支持对任何属性都可以加索引 【4】复制和高可用性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。从而提供冗余备份及自动故障转移 【5】自动分片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 【6】丰富的查询支持丰富的查询表达方式查询指令使用JSON形式的标记可轻易查询文档中内嵌的对象及数组 【7】快速更新查询查询优化器会分析查询表示式并生成一个高效的查询计划 【8】高效的传统存储方式支持二进制数据及大型对象如图片
二、基本操作
MongoDB将数据存储在一个文件数据结构由键值key:value对组成类似于JSON对象字段值包含其他文档、数组、文档数组。
SQL术语MongoDB术语说明DataBaseDataBase数据库TableCollection数据库表/集合存储多个文档结构不固定{name:zzx,gender:男}{class:一班,count:10}RowDocument数据记录行/文档就是一个对象由键值对构成是JSON扩展的BSON格式{name:zzx,gender:男}ColumnField数据字段/域IndexIndex索引Table Joins表连接MongoDB不支持Primary KeyPrimary Key主键MongoDB自动将_id设置为主键
集合操作
// 创建
db.createCollection(name, options)
// 查看集合
show collections
// 删除
db.集合名称.drop()name要创建的集合名称options是一个文档用于制定集合的配置选项参数是可选的参数capped:默认为false表示不设置上限参数size:当capped值为true时需要指定此参数表示设置上限的大小会覆盖之前的值单位为字节。
db.createCollection(stu)
db.createCollection(stu, { capped: true, size: 20})数据类型
类型说明Object ID文档ID,每个文档都有一个属性为_id保证一个文档的唯一性可以自己设置如果没有设置自动提供一个特别的_id类型为objectID12字节的十六进制数前4个字节时时间戳接下来3个字节是机器ID接下来2个字节服务进程ID最后三位是增量值String字符串UTF-8Boolean布尔Integer整形Double布尔Arrays数组或列表Object嵌入式的文档MongoDB是不能维护关系的可以通过嵌入文档的形式来维护这个关系Null空值Timestamp时间戳Date日期UNIX时间格式
文档操作
// 插入
db.集合名称.insert(document)//案例1
db.stu.insert({name:zzx,gender:1}) //自动生成_id
//案例2
s1{_id:43444433,name:zzx}
s1.gender0
db.stu.insert(s1)// 修改
db.集合名称.update(query, // 查询条件类似sql中的where部分update, // 类似sql中的 set部分{$multi:boolean} // 默认false值改第一条记录true表示修改满足的所有数据
)//案例
db.stu.update({name:zzx},{name:fj}) // 整个文档的结构都会发生变化
db.stu.update({name:zzx},{$set:{name:fj}}) // 只会修改 name的属性// 保存如果数据存在进行修改不存在进行插入
db.集合名称.save(document)// 删除
db.集合名称.remove(query,{justOne:boolean //默认false会删除多条}
)查询操作
// 查询
db.集合名称.find(条件文档)
// 查询一条数据
db.集合名称.findOne(条件文档)//案例 and和or一起使用。运算法符$lt小于 $lte小于等于 $gt大于 $gte大于等于 $ne不等于 使用//或者$regex编写正则表达式
db.stu.find({$or:[{age: {$gte: 18}}, {gender: 1}], name: zzx})
db.stu.find({name:{$regex:^黄}})
db.stu.find({name:/^黄/})// ** 自定义查询使用 $where后面写一个函数
db.stu.find({$where:function(){return this.age 20}})// limit()用于读取指定数量的文档
db.集合名称.find().limit(NUMBER) //NUMBER表示文档的条数
// skip()用于跳过指定数量的文件配合limit实现分页功能,与limit同时使用的时候不分先后顺序。
db.集合名称.find().skip(NUMBER)//投影查询的结构集只选择必要的字段
db.集合名称.find({},{字段名称:1,...}) // 对需要显示的字段设置为1id默认会返回如果不想返回可以设置为0// 排序 sort()
db.集合名称.find().sort({字段:1,...}) // 1升序-1降序
// 统计 count()
db.集合名称.find().count({条件}) //find可以省略
db.stu.count({age:{$gt:20},gender:1})// 去重distinct()
db.集合名称.distinct({去重字段,{条件}})聚合
主要用于计算数据类似sql中的sum()、avg()。
常用的管道$group将集合中的文档分组可用于统计结果$match过滤数据只输出符合条件的文档$project修改输入文档的结构如重命名、增加、删除字段、创建计算结果$sort将输入文档排序后输出$limit限制聚合管道返回的文档数$skip跳过指定数量的文档返回剩余文档$unwind将数组类型的字段进行拆分
常用的表达式$sum计算综合$sum:1同count表示计数$avg计算平均值$min获取最小值$max获取最大值$push在结果文档中插入值到下一个数组中$first根据资源文件的排序获取第一个文档数据$last根据资源文档的排序获取最后一个文档数据。
db.集合名称.aggregate([{管道:{表达式}}]) //管道在Linux中一般用于将当前命令的输出结果作为下一个命令的输入,在MongoDB中是同样的作用分组$group
// 统计男女的总人数 _id表示组分的依据使用某个字段的格式为$字段如果需要得到整个文档可以使用 $$ROOT 替换 $age
db.stu.aggregate([{$group:{_id:$gender,counter:{$push:$age}}}
])
// 输入
{_id:男,counter:[12,45]}
{_id:女,counter:[22,15]}过滤数据$match
db.stu.aggregate([{$match:{age:{$gt:20}}},{$group:{_id:$gender,counter:{$sum:1}}}
])投影$project:只显示某个字段
db.stu.aggregate([{$group:{_id:$gender,counter:{$sum:1}}},{$project:{_id:0,counter:1}}
])排序$sort
db.stu.aggregate([{$group:{_id:$gender,counter:{$sum:1}}},{$sort:{counter:-1}}
])$limit 和 $skip
db.stu.aggregate([{$group:{_id:$gender,counter:{$sum:1}}},{$sort:{counter:-1}},{$skip:1},{$limit:1}
])$unwind 将数组类型的字段进行拆分如果不是数组是一个属性就单独输出该属性
db.集合名称.aggregate([{$unwind:$字段名称}])db.stu.insert({name:zzx,size:[S,Z,L]})
db.stu.aggregate([$unwind:$size
])// 处理是空数组无字段null的情况使用上述 $unwind数据会丢失可以使用下面表达式防止数据丢失
db.stu.aggregate([{$unwind:{path:$字段名称,preserverNullAndEmptyArrays:boolean //防止数据丢失}}
])三、索引
MongoDB通过索引提升查询速度
// 使用explain()命令分析查询性能
db.stu.find({name:zzx100000}).explain(executionStats)
// 分析结果如下
executionStats: {executionSuccess: true,nReturned: 1,executionTimeMillis: 96,totalKeysExamined: 0,totalDocsExamined: 100000,
}建立索引 1表示升序-1表示降序
db.集合.ensureIndex({属性:1})
db.stu.ensureIndex({name:1})// 对索引属性查询
db.stu.find({name:zzx100000}).explain(executionStats)
// 分析结果如下
executionStats: {executionSuccess: true,nReturned: 1,executionTimeMillis: 1,totalKeysExamined: 0,totalDocsExamined: 100000,
}// 唯一索引
db.stu.ensureIndex({name:1},{unique:true})
// 联合索引
db.stu.ensureIndex({name:1,age1})
// 查看索引
db.stu.getIndexes()
// 删除所以
db.stu.dropIndexes(索引名称)四、安全
为了更安全的访问MongoDB,需要创建用户。采用角色、用户、数据库的安全管理方式。常用的角色如下root只在admin数据库中可用超级账号超级权限。Read用户只读权限readWrite用户读写权限。
// 创建超级管理员
use admin // admin是数据库
db.createUser({user:admin,pwd:123,roles:[{role:root,db:admin}]
})启用安全认证修改配置文件
sudo vi /etc/mongod.conf启用身份认证keys and values之间一定要有空格否则解析错误。修改完配置文件后必须重启服务。
security:authorization: enable数据库连接
mongo -u admin -p 123 --authenticationDatabase admin五、备份与恢复
复制提供数据冗余备份并在多个服务器上存储数据副本提高数据的可用性并保证数据的安全性允许从硬件故障和服务中断中恢复数据。常见的搭配是一主多从。主节点记录所有操作从节点定期轮询主节点获取这些操作然后对自己的数据副本执行这些操作从而保证数据的一致性。
优点 【1】数据备份 【2】数据灾难恢复自动故障转移自动恢复 【3】读写分离 【4】高数据可用 【5】无宕机维护 【6】副本集对应用程序是透明的
设置复制节点
mongod --bind_ip 192.168.113.122 --port 27017 --dbpath ./mongdb/file1 --replSet rs0 // rs0副本集master和slave的副本集相同
mongod --bind_ip 192.168.154.132 --port 27017 --dbpath ./mongdb/file1 --replSet rs0通过客户端连接MongoDB master并在master上面进行初始化同时添加其他副本集也就是备份的服务器信息。如果在从服务器上进行读操作需要设置rs.slaveOk()。
mongo --host 192.168.113.122 --port 27017 // 主服务器rs.initiate() //rs是mongodb提供的副本集管理对象rs.add(192.168.154.132:27017) // 从服务器rs.salveOk()手动备份
mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory 恢复
mongorestore -h dbhost -d dbname --dir dbdirectory
