MongoDB学习笔记
数据库
软件开发类
发布日期:   2020-11-30
文章字数:   3.1k
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MongoDB学习笔记

概念篇

  1. MongoDB 是由C++语言编写的，是一个基于分布式文件存储的、面向文档存储的开源数据库系统。

    • 介于关系型数据库与非关系型数据库之间
    • 更偏向于关系型数据库

  2. 数据结构由key/value组成，类似于JSON结构。

  3. MongoDB将数据存放在db目录中。

    • 这个目录应由手工创建在根目录下。

  4. MongoDB不支持多表连接。

  5. MongoDB自动将_id字段设置为主键。

  6. MongoDB的保留数据库：

    • 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。
    • local：存储本地数据。
    • config：保存分片信息

  7. 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。

  8. MongoDB的数据库结构：数据库–>集合（表）–>文档（行）–>字段（列）

  9. MongoDB数据类型：

    数据类型 描述
    String 字符串
    Integer 整数
    Boolean 布尔值
    Double 双精度浮点数
    Array 数组
    Timestamp 时间戳
    Date 日期
    - -
    Object 用于内嵌文档，存储文档对象
    Null 空值
    Symbol 符号（=字符串），用于采用特殊符号的语言
    Object ID 对象ID
    Binary Data 二进制数据
    Code 代码，用于存储JavaScript代码
    Regular Expression 正则表达式

  10. Object ID构成方式：

  • 时间戳 + 机器标识码 + 进程PID + 随机数
  • 如图1所示

CRUD篇

  1. 创建数据库：

    use database_name
    • 如果数据库不存在，则创建数据库，否则切换到指定数据库。
    • show dbs：查看所有具有数据的数据库（空数据库除外）
    • db：查看当前数据库
    • MongoDB 中默认的数据库为 test，如果你没有创建新的数据库，集合将存放在 test 数据库中。

  2. 删除数据库：

    db.dropDatabase()
    • 删除当前数据库，默认为test。

  3. 删除集合（表）：

    // collection为集合名
db.collection.drop()
    • 删除当前数据库下的指定集合
    • 返回值：
      • 成功删除集合，返回true
      • 删除失败，返回false

  4. 创建集合（表）：

    // name：集合名，如："table_01"
db.createCollection(name, options)

    • 在当前数据库中创建name表

    • show tables或show collections: 查看当前数据库中的所有集合

    • options参数：

      参数 类型 描述
      capped 布尔 如果为 true，则创建固定集合（固定大小的集合）
      size 数值 为固定集合指定一个最大值
      max 数值 指定固定集合中包含文档的最大数量

    • 在 MongoDB 中，你不需要创建集合。当你插入一些文档时，MongoDB 会自动创建集合。

  5. 插入文档：

    • 文档的数据结构：BSON（Binary JSON，一种类似 JSON 的二进制形式的存储格式）

      // collection: 集合名；document：数据
db.collection.insert(document)

// save()在新版本中已废弃
db.collection.save(document)

/*
 * 3.2版本新增的方法
*/
// 向集合中插入1个文档
db.collection.insertOne(
   <document>,
   {
      writeConcern: <document>
   }
)
// 向集合中插入1个 / 多个文档 
db.collection.insertMany(
   [ <document 1> , <document 2>, ... ],
   {
      writeConcern: <document>,
      ordered: <boolean>
   }
)

    • 仅仅是插入数据，若插入数据的主键存在，则抛出org.springframework.dao.DuplicateKeyException

    • 3.2版本新增方法参数说明：

      参数 类型 描述
      document JSON 要插入的文档
      writeConcern Integer 写入策略，默认为 1，即要求确认写操作，0 是不要求。
      ordered Boolean 指定是否按顺序写入，默认 true，按顺序写入。

    • 主键ID自动生成，无需插入。

    • 插入文档时，如果集合不存在，则MongoDB会自动创建集合并把文档插入其中。

    • 定义变量：

      document = ({
   title: 'MongoDB 教程',
   description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库'
})

  6. 更新文档：

    /* 方法一 */
db.collection.update(
   <query>,
   <update>,
   {
      upset: <Boolean>,
      multi: <Boolean>,
      writeConcern: <document>
   }
)

示例：
db.col.update(
   {'title':'MongoDB 教程'},
   {$set:{'title':'MongoDB'}}
)

/* 方法二 */
db.collection.save(
   <document>, 
   {
      writeConcern: <document>
   }
)

示例：
db.col.save({
   "_id" : ObjectId("56064f89ade2f21f36b03136"),
   "title" : "MongoDB",
   "description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
   "by" : "Runoob",
   "url" : "http://www.runoob.com",
   "tags" : [
            "mongodb",
            "NoSQL"
   ],
   "likes" : 110
})

    • update()方法参数说明：

      参数 类型 必选 描述
      query 语句 是 update的查询条件，类似sql update查询内where子句
      update 语句 是 update的对象和一些更新的操作符（如$,$inc…）等，也可以理解为sql update查询内set子句
      upset Boolean 否 upset（= update + insert）如果不存在update的记录，是否插入objNew,true为插入，默认是false，不插入
      multi Boolean 否 默认是false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true,就把按条件查出来多条记录全部更新
      writeConcern Integer 否 抛出异常的级别

  7. 删除文档：

    db.collection.remove(
   <query>,
   {
      justOne: <boolean>,
      writeConcern: <document>
   }
)

// 删除集合里的所有文档
db.collection.remove({})

    • remove()方法的参数：

      参数 类型 必选 描述
      query JSON 否 删除的文档条件
      justOne Boolean 否 如果设为 true 或 1，则只删除一个文档，如果不设置该参数或使用默认值 false，则删除所有匹配条件的文档
      writeConcern Integer 否 抛出异常的级别

    • 删除文档前，先查询文档，避免误删除。

  8. 查询文档：

    /* 方法一： */
db.collection.find(<query>, <projection>)

/* 方法二： */
db.collection.findOne()

示例：
db.collection.find({
      title: "Java教程"
   }, {
      title: 1,
      _id: 0
   }
)

    • find()方法的参数说明：

      参数 类型 必选 描述
      query JSON 否 使用查询操作符指定查询条件
      projection JSON 否 使用投影操作符指定返回的键

    • find()方法以非结构化的方式显示所有文档

    • pretty()方法以格式化的方式显示所有文档

      • 使用方法：
        db.collection.find().pretty()

    • MongoDB的条件语句查询：

      操作 格式 范例 RDBMS语句
      等于 {:} db.col.find({“by”:”菜鸟教程”}).pretty() where by = ‘菜鸟教程’
      小于 {:{$lt:}} db.col.find({“likes”:{$lt:50}}).pretty() where likes < 50
      小于或等于 {:{$lte:}} db.col.find({“likes”:{$lte:50}}).pretty() where likes <= 50
      大于 {:{$gt:}} db.col.find({“likes”:{$gt:50}}).pretty() where likes > 50
      大于或等于 {:{$gte:}} db.col.find({“likes”:{$gte:50}}).pretty() where likes >= 50
      不等于 {:{$ne:}} db.col.find({“likes”:{$ne:50}}).pretty() where likes != 50

    • And条件：

      • find()方法中的传入多个键，每个键以逗号隔开。
      • 使用方法：
        db.col.find({key1:value1, key2:value2}).pretty()

示例：
db.col.find({"by":"菜鸟教程", "title":"MongoDB 教程"}).pretty()

    • Or条件：

      • find()方法中的使用$or关键字作为键
      • 使用方法：
        db.collection.find(
   {
      $or: [
         {key1: value1},
         {key2: value2}
      ]
   }
)

示例：
db.col.find(
   {
      $or:[
         {"by":"菜鸟教程"},
         {"title": "MongoDB 教程"}
      ]
   }
).pretty()

  9. $type：用来匹配集合中字段的数据类型。

    • 使用方法：
      // 用来匹配集合中title字段类型为String的文档
db.collection.find({
   "title": {$type: "string"}
})

  10. limit()方法：

    // 读取集合中指定数量的记录
db.collection.find().limit(<number>)

示例：
db.col.find({},{"title":1, _id:0}).limit(2)

  • limit()方法参数说明：

    参数 类型 必选 描述
    number Integer 是 读取的记录条数
  1. skip()方法：
    // 跳过集合中指定数量的记录
db.collection.find().limit(<number>).skip(<number>)

示例：
db.col.find({},{"title":1,_id:0}).limit(1).skip(1)
  • skip()方法的默认参数为0。
  1. sort()方法：
    // 根据指定的字段对数据进行排序
db.collection.find().sort({
   key: 1 / -1
})

示例：
db.col.find(
      {}, {
         title: 1,
         _id: 0
      }
   ).sort({
         likes: -1
      }
   )

  • sort()方法的参数说明：

    参数 类型 必选 描述
    key String 是 要排序的字段名
    value Integer 是 排序方式（1：升序；-1：降序）

  • 排序方式如图2所示。

  1. 索引：

  • 定义：对数据库表中的一列 / 多列的值进行排序的一种结构。

    // 用于在指定的列上创建索引
db.collection.createIndex(<keys>, <options>)

示例：
db.collection.createIndex({
   "title": 1, 
   "like": -1
}, {
   background: true
})

  • createIndex()方法的参数说明：

    参数 类型 必选 描述
    keys JSON 是 要创建索引的字段（1 为指定按升序创建索引，-1为按降序来创建索引）
    -options JSON 否 可选参数
    background Boolean 否 指定以后台方式创建索引，默认为false
    unique Boolean 否 指定是否创建唯一索引，默认为false
    name String 否 索引的名称，默认为索引对应的字段名 + 排序顺序
    sparse Boolean 否 对文档中不存在的字段数据不启用索引（如果启用，则在索引字段中不会查询出没有包含对应字段的文档），默认为false
    expireAfterSeconds Integer 否 集合的生存时间
    v 否 索引的版本号
    weights JSON 否 索引的权重值
    (数值在 1 到 99,999 之间)，表示该索引相对于其他索引字段的得分权
    default_language String 否 决定了停用词及词干和词器的规则的列表
    language_override String 否 指定了包含在文档中的字段名
  1. 聚合：
    // 用于计算数据，并返回计算后的结果（平均值、求和）
db.collection.aggregate(<aggregate_operation>)

  • 聚合表达式：

    表达式 描述
    $sum 求和
    $avg 求平均值
    $min 求最小值
    $max 求最大值
    - -
    $push 在结果文档中，插入值到一个数组中
    $addToSet 在结果文档中，插入值到一个数组中，但不创建副本
    - -
    $first 获取第1个文档的数据
    $last 获取最后1个文档的数据

  • 聚合管道：

    • 将MongoDB文档在一个管道处理完毕后将结果传递给下一个管道处理。

    • 常用操作：

      操作名称 描述
      $project 修改输入文档的结构
      $match 过滤数据，只输出符合条件的文档
      $limit 限制聚合管道返回的文档数
      $skip 跳过指定数量的文档，并返回剩下的文档
      $unwind 拆分文档中的数组类型字段
      $group 文档分组
      $sort 文档排序
      $geoNear 输出接近某一地理位置的有序文档

    • 示例：

      /* $project示例 */
db.collection.aggregate({
   $project: {
      _id: 0,  // 输出的文档中不包含_id字段，默认包含
      title: 1,
      author: 1
   }
})

/* $match示例 */
// 获取70 < score <= 90的数据，并统计数量
db.collection.aggregate([
   {
      $match: {score: {$gt: 70}, {$lte: 90}}
   }, {
      $project: {
         _id: 0,
         count: {$sum: 1}
      }
   }
]);

高级篇

  1. 数据备份：

    // 导出MongoDB所有数据到指定目录中
mongodump -h(/ --host) <dbhost> -p(/ --port) <portnumber> -d(/ --db) <dbname> -o(/ --out) <backdirectory> -c(/ --collection) <collection>

    • mongodump命令参数说明：

      参数 描述
      dbhost MongDB所在服务器地址，例如：127.0.0.1
      portnumber 端口号
      dbname 需要备份的数据库实例名称
      backdirectory 备份的数据存放位置，该目录需要提前建立
      collection 需要备份的集合名称

  2. 数据恢复：

    // 恢复备份的数据
mongorestore -h(/ --host) <hostname><:port> -d(/ --db) <dbname> <path> --drop
    • mongorestore命令参数说明：
      参数 描述
      –drop 先删除当前数据，然后恢复备份的数据
      path 设置备份数据所在位置

  3. MongoDB监控：

    • mongostat命令：自带的状态检测工具，间隔固定时间获取mongodb的当前运行状态。

      • 使用方法：
        mongostat

    • mongotop命令：用来跟踪一个MongoDB的实例，查看哪些时间大量花费在读取和写入数据

      • 使用方法：

        mongotop <sleeptime> --locks

      • mongotop命令参数说明：

        参数 类型 必选 描述
        sleeptime Integer 否 等待的时间长度，以秒为单位
        locks - 否 报告数据库中每个锁的使用

  4. Java API：

    • 前往MongoDB驱动下载页面下载驱动jar包mongo-java-driver-3.2.2.jar
    • 使用方法：
      // 连接MongoDB服务
MongoClient mongoClient = new MongoClient("localhost", 27017);

// 连接数据库-getDatabase()
MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("test");

// 创建集合（表）-createCollection()
database.createCollection("test");

// 获取集合-getCollection()
MongeCollection<Document> collection = database.getCollection("test");

// 插入文档-insertMany()
/** 
* 1. 创建key-value格式的文档org.bson.Document
* 2. 创建文档集合List<Document>
* 3. 将文档插入到集合中
 */
Document document = new Document("title",  "MongoDB").append("author", "hao3")
List<Document> documentList = new ArrayList<>();
documentList.add(document);
collection.insertMany(documentList);

// 更新文档-updateMany()
/*  将文档中likes=100的文档修改为likes=200 */
collection.updateMany(
   Filters.eq("likes", 100), 
   new Document(
      "$set", 
      new Document(
         "likes", 
         200
      )
   )
);

// 删除文档-remove(), deleteOne(). deleteMany()
/** 
* 1. 先用com.mongodb.DBCollection.findOne()方法获取第一个文档。
* 2. 再使用remove()方法删除 
*/
/* 删除符合条件的第一个文档 */
collection.deleteOne(Filters.eq("likes", 200));  
/* 删除所有符合条件的文档 */
collection.deleteMany (Filters.eq("likes", 200)); 

//检索文档-find()
/** 
* 1. 获取迭代器FindIterable<Document>
* 2. 获取游标MongoCursor<Document>
* 3. 通过游标遍历检索出的文档集合
 */
FindIterable<Document> findIterable = collection.find();  
MongoCursor<Document> mongoCursor = findIterable.iterator();  
while(mongoCursor.hasNext()){  
   System.out.println(mongoCursor.next());  
}
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