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什么是MongoDB

2018-04-23 来源:博客园/suoning

什么是MongoDB ?

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

在高负载的情况下,添加更多的节点,可以保证服务器性能。

MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB 将数据存储为一个文档,数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档,数组及文档数组。

主要特点

MongoDB的提供了一个面向文档存储,操作起来比较简单和容易。

你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如:FirstName="Ning",Address="Beijing")来实现更快的排序。

你可以通过本地或者网络创建数据镜像,这使得MongoDB有更强的扩展性。

如果负载的增加(需要更多的存储空间和更强的处理能力) ,它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。

Mongo支持丰富的查询表达式。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。

MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档(数据)或者一些指定的数据字段 。

Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。

Map和Reduce。Map函数调用emit(key,value)遍历集合中所有的记录,将key与value传给Reduce函数进行处理。

Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的,并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。

GridFS是MongoDB中的一个内置功能,可以用于存放大量小文件。

MongoDB允许在服务端执行脚本,可以用Javascript编写某个函数,直接在服务端执行,也可以把函数的定义存储在服务端,下次直接调用即可。

MongoDB支持各种编程语言:RUBY,PYTHON,JAVA,C++,PHP,C#等多种语言。

下载安装配置启动连接

官网:https://www.mongodb.com/download-center#community

curl -O https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-3.0.6.tgz    # 下载
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-3.0.6.tgz                              # 解压
mv  mongodb-linux-x86_64-3.0.6/ /usr/local/mongodb                    # 将解压包拷贝到指定目录

export PATH=<mongodb-install-directory>/bin:$PATH      #<mongodb-install-directory> 为Mongo的安装路径,如本文的 /usr/local/mongodb 
mkdir -p /data/db      #创建数据库目录(启动指定--dbpath)

配置文件

suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$ cat /usr/local/etc/mongod.conf 
systemLog:
  destination: file
  path: /usr/local/var/log/mongodb/mongo.log
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /usr/local/var/mongodb
net:
  bindIp: 127.0.0.1
  port: 11811
suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$

启动

$ ./mongod 
$ ./mongod --dbpath=/data/db --rest
# 默认端口为:27017
# MongoDB 提供了简单的 HTTP 用户界面。 如果你想启用该功能,需要在启动的时候指定参数 --rest
# MongoDB 的 Web 界面访问端口比服务的端口多1000。如果你的MongoDB运行端口使用默认的27017,你可以在端口号为28017访问web用户界面,即地址为:http://localhost:28017

连接

$ sudo mongo
$ sudo mongo --port 11811
$ sudo mongo -u root -p pwd 127.0.0.1:11811/test

安全验证

创建管理员

> 
> use admin
switched to db admin
> db
admin
> db.createUser({user:'suoning',pwd:'123456',roles:[{role:'userAdminAnyDatabase',db:'admin'}]})
Successfully added user: {
    "user" : "suoning",
    "roles" : [
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}
> exit
bye

修改配置文件

版本区别与更多配置:https://docs.mongodb.com/manual/administration/configuration/

suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$ cat /usr/local/etc/mongod.conf 
systemLog:
  destination: file
  path: /usr/local/var/log/mongodb/mongo.log
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /usr/local/var/mongodb
net:
  bindIp: 127.0.0.1
  port: 11811
security:
   authorization: enabled
suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$ 

重启验证

> 
> show dbs
2017-04-25T08:41:50.126+0800 E QUERY    [thread1] Error: listDatabases failed:{
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "not authorized on admin to execute command { listDatabases: 1.0 }",
    "code" : 13,
    "codeName" : "Unauthorized"
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:62:1
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:761:19
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:651:15
@(shellhelp2):1:1
> 
> use admin
switched to db admin
> db.auth('suoning','123456')
1
> show dbs
admin  0.000GB
local  0.000GB
>

创建普通用户

> use admin
switched to db admin
> db.auth('suoning','123456')
1
> 
> use mydb
switched to db mydb
> db.createUser({user:'nick',pwd:'123456',roles:[{role:'readWrite',db:'mydb'}]})
Successfully added user: {
    "user" : "nick",
    "roles" : [
        {
            "role" : "readWrite",
            "db" : "mydb"
        }
    ]
}
> 
> db.auth('nick','123456')
1
>

删除用户

> db.dropUser("nick")
true

查看所有存在用户

> use admin
switched to db admin
> db.auth('suoning','123456')
1
> db.system.users.find()
{ "_id" : "admin.suoning", "user" : "suoning", "db" : "admin", "credentials" : { "SCRAM-SHA-1" : { "iterationCount" : 10000, "salt" : "XXW+MD0TENKSkzk0bM2EGw==", "storedKey" : "iIuv5DpGOksvaFpFOSnAIRSwh+w=", "serverKey" : "ZGA7/Lkjv+RJX3fNANQN9hgBUwY=" } }, "roles" : [ { "role" : "userAdminAnyDatabase", "db" : "admin" } ] }
{ "_id" : "mydb.nick", "user" : "nick", "db" : "mydb", "credentials" : { "SCRAM-SHA-1" : { "iterationCount" : 10000, "salt" : "j71pQs/OR1eRtRa1IT80+w==", "storedKey" : "5hkHmU+FwdENDgGjV0wIbmTAOrQ=", "serverKey" : "Qs+c0gfGNUpwD/ZKgeOackzwNxI=" } }, "roles" : [ { "role" : "readWrite", "db" : "mydb" } ] }
> 

总结:

创建超级管理员需要未开启权限模式的情况下执行;

如果 MongoDB 开启了权限模式,并且某一个数据库没有任何用户时,在不验证权限的情况下,可以创建一个用户,当继续创建第二个用户时,会返回错误,若想继续创建用户则必须登录;

用户只能在用户所在数据库登录,管理员需要通过admin认证后才能管理其他数据库。

数据库角色

内建的角色

数据库用户角色:read、readWrite;

数据库管理角色:dbAdmin、dbOwner、userAdmin;

集群管理角色:clusterAdmin、clusterManager、clusterMonitor、hostManager;

备份恢复角色:backup、restore;

所有数据库角色:readAnyDatabase、readWriteAnyDatabase、userAdminAnyDatabase、dbAdminAnyDatabase

超级用户角色:root // 这里还有几个角色间接或直接提供了系统超级用户的访问(dbOwner 、userAdmin、userAdminAnyDatabase)

内部角色:__system

角色说明:
Read:允许用户读取指定数据库
readWrite:允许用户读写指定数据库
dbAdmin:允许用户在指定数据库中执行管理函数,如索引创建、删除,查看统计或访问system.profile
userAdmin:允许用户向system.users集合写入,可以找指定数据库里创建、删除和管理用户
clusterAdmin:只在admin数据库中可用,赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限。
readAnyDatabase:只在admin数据库中可用,赋予用户所有数据库的读权限
readWriteAnyDatabase:只在admin数据库中可用,赋予用户所有数据库的读写权限
userAdminAnyDatabase:只在admin数据库中可用,赋予用户所有数据库的userAdmin权限
dbAdminAnyDatabase:只在admin数据库中可用,赋予用户所有数据库的dbAdmin权限。
root:只在admin数据库中可用。超级账号,超级权限

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 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器,可分为 32 位或 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。
Arrays 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。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。

库与表操作

创建库与表

> show dbs
admin  0.000GB
local  0.000GB
> 
> use mydb
switched to db mydb
> db
mydb
> 
> db.mydb.insert({"name":"Nick","age":18})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> 
> show dbs
admin  0.000GB
local  0.000GB
mydb   0.000GB
>
> show tables;
mydb
>

 删除库

> db.dropUser("nick")
true
> 
> db.createUser({user:'nick',pwd:'123456',roles:[{role:'dbAdmin',db:'mydb'}]})
Successfully added user: {
    "user" : "nick",
    "roles" : [
        {
            "role" : "dbAdmin",
            "db" : "mydb"
        }
    ]
}
> 
> db.auth("nick","123456")
1
> 
> use mydb
switched to db mydb
> db
mydb
> 
> show dbs;
admin  0.000GB
local  0.000GB
mydb   0.000GB
>
> db.dropDatabase()
{ "dropped" : "mydb", "ok" : 1 }
> 
> show dbs;
admin  0.000GB
local  0.000GB
> 

 删除表

> db;
mydb
> show tables;
mydb
> 
> db.mydb.drop();
true
> show tables;
> 

文档操作

使用 insert() 或 save() 方法向集合中插入文档,语法如下:

db.COLLECTION_NAME.insert(document)

创建读写用户:

> db.createUser({user:'ning',pwd:'123456',roles:[{role:'readWrite',db:'mydb'}]})
Successfully added user: {
    "user" : "ning",
    "roles" : [
        {
            "role" : "readWrite",
            "db" : "mydb"
        }
    ]
}
> 
> db.auth('ning','123456')
1
>

插入数据:

> 
> db.user.insert({'name':'nick','age':18,'girlfriend':['jenny','coco','julia']})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> 
> show tables
user
>
> 
> vb = ({'sex':'man'});
{ "sex" : "man" }
> db.user.insert(vb);
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
>

 插入文档你也可以使用 db.col.save(document) 命令。如果不指定 _id 字段 save() 方法类似于 insert() 方法。如果指定 _id 字段,则会更新该 _id 的数据。

remove() 方法的基本语法格式如下所示:

db.collection.remove(
   <query>,
   <justOne>
)
 
# MongoDB 是 2.6 版本以后的,语法格式如下:
db.collection.remove(
   <query>,
   {
     justOne: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   }
)
 
# 参数说明:
query :(可选)删除的文档的条件。
justOne : (可选)如果设为 true 或 1,则只删除一个文档。
writeConcern :(可选)抛出异常的级别。

删除数据:

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 18, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58fef9165b9ea92ab29fbd4c"), "sex" : "man" }
> 
> db.user.remove({'sex':'man'})
WriteResult({ "nRemoved" : 1 })
> 
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 18, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
>

删除第一条找到的记录可以设置 justOne 为 1:

>db.COLLECTION_NAME.remove(DELETION_CRITERIA,1)

删除所有数据:

>db.col.remove({})
>db.col.find()
>

# 只更新一条
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 21, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 21 }
> 
> db.user.update({'age':21},{$set:{'age':22}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> 
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 22, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 21 }
> 
 
# 更新多条
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 21, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 21 }
> 
> db.user.update({'age':21},{$set:{'age':22}},{multi:true})
WriteResult({ "nMatched" : 2, "nUpserted" : 0, "nModified" : 2 })
> 
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 22, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 22 }
>

save() 方法通过传入的文档来替换已有文档。语法格式如下:

db.collection.save(
   <document>,
   {
     writeConcern: <document>
   }
)
 
参数说明:
document : 文档数据。
writeConcern :可选,抛出异常的级别。
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 22, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
> 
> db.user.save({ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 18, "girlfriend" : [ "jenny", "julia" ] })
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> 
> db.user.find().pretty()
{
    "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"),
    "name" : "nick",
    "age" : 18,
    "girlfriend" : [
        "jenny",
        "julia"
    ]
}
>

查询数据的语法格式如下:

db.mydb.find(query, projection)
 
query :可选,使用查询操作符指定查询条件
projection :可选,使用投影操作符指定返回的键。查询时返回文档中所有键值, 只需省略该参数即可(默认省略)。
pretty() 方法以格式化的方式来显示所有文档。
>db.mydb.find().pretty()

大于小于:

操作 格式 范例 RDBMS中的类似语句
等于 {<key>:<value>} db.col.find({"name":"nick"}).pretty() where name = 'nick'
小于 {<key>:{$lt:<value>}} db.col.find({"likes":{$lt:50}}).pretty() where likes < 50
小于或等于 {<key>:{$lte:<value>}} db.col.find({"likes":{$lte:50}}).pretty() where likes <= 50
大于 {<key>:{$gt:<value>}} db.col.find({"likes":{$gt:50}}).pretty() where likes > 50
大于或等于 {<key>:{$gte:<value>}} db.col.find({"likes":{$gte:50}}).pretty() where likes >= 50
不等于 {<key>:{$ne:<value>}} db.col.find({"likes":{$ne:50}}).pretty() where likes != 50

获取"col"集合中 "likes" 大于100,小于 200 的数据,你可以使用以下命令:

db.col.find({likes : {$lt :200, $gt : 100}}) 

 and or:

and:
    >db.col.find({key1:value1, key2:value2}).pretty()
or:
    >db.col.find(
       {
          $or: [
             {key1: value1}, {key2:value2}
          ]
       }
    ).pretty()

Limit、Skip

limit()方法基本语法如下所示:

>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)

skip() 方法脚本语法格式如下:

使用skip()方法来跳过指定数量的数据,skip方法接受一个数字参数作为跳过的记录条数,默认为0。

>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)

 sort

sort()方法对数据进行排序,sort()方法可以通过参数指定排序的字段,并使用 1 和 -1 来指定排序的方式,其中 1 为升序排列,而-1是用于降序排列。

>db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})

操作符 $type

获取 "col" 集合中 title 为 String 的数据:

db.col.find({"title" : {$type : 2}})