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标题: 【西安校区】Mongodb入门 [打印本页]

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作者: 西安Java组    时间: 2018-4-18 15:17
标题: 【西安校区】Mongodb入门
Mongodb是目前最流行的基于文档类型的开源NoSQL数据库，NoSQL意味着Not Only SQL，它和传统的关系型数据库不一样，它是通过BSON的格式来存储，BSON其实就相当于JSON，它在JSON的基础上进行了一些类型扩展，
就是一个基于JSON的二进制存储格式。
* Mongodb和传统的关系型数据库有很多区别，当然Mongodb的出现并不是用来替代关系型数据库中，它有自己的适用领域，在如今的大数据时代中，数据库的分布式需求已经变成的常规系统，伯克利分校的教授Brewer提出了一套CAP理论，该套理论也就是如今的NoSQL的理论模型。

该套理论提出对于分布式的数据库设计而言，至少要满足CAP中的三种中的两种，C（Consistency）表示一致性，说明分布式的数据库系统中每个接点数据都是一致的；A（availability）表示可用性，数据库系统读写的值是最新的，P（Partition tolerance）表示分区容错机制，就是任何分离的接点都能独立完成任务。这三者不可兼得，所以任何的数据库模型都只能满足其中的两种，而基于Document的Mongodb主要是基于CP来进行设计的，目的是为了快速的读取分布式的数据，所以它在可用性：如果事务处理等方面就稍微差一些。而MySQL等的关系型数据主要兼容了CA，它的分布式的容错就差一些。而且对于海量数据而言，关系型数据库的join操作效率也不是很理想。
###Mongodb的安装###
* 首先通过Mongodb的官方网站下载Mongodb，[官方网站](https://www.mongodb.com)，点击download进入下载页面


之后选择Community Server，这里的Download所下载的版本是安装版，个人更喜欢使用绿色版，所以需要点击All Version，下载绿色版，如下图所示：


* 下载完成之后，解压文件到相应的文件夹中，我是保存在d:/mongodb文件夹中，接着需要配置bin路径到环境变量的path中，之后以管理的身份打开命令提示符，如果是win10的系统，可以通过win+x选择管理员命令提示符。
* 首先要创建一个文件夹来存储Mongodb的数据库，个人习惯在Mongodb的目录中创建这个文件夹。
  PS D:\> cd mongodb
  PS D:\mongodb> mkdir data
* 然后通过mongod命令启动Mongodb，第一次会完成安装操作，然后启动Mongodb。
  PS D:\mongodb> mongod --dbpath d:/mongodb/data
* 启动之后默认的端口是27017，但是处于一种阻塞的状态，此时需要开启另外一个命令提示符可以进入Mongodb。打开新的命令提示符(不用管理员身份)之后，直接输入mongo即可打开Mongodb
  

* 已上操作是一种常规的安装方法，这种方法最大的问题就是不小心把阻塞的窗口关了，也就无法访问Mongodb了，所以建议以后台的方式来启动，但是windows没有linux中的-fork命令，所以需要将其添加到服务管理中。
###Mongodb安装到服务管理中###
* 安装的第一步是创建一个配置文件，通过该文件设置Mongodb的基本配置信息，在Mongodb的目录中创建一个mongodb.cfg的配置文件，在文件中加入日志，等配置信息.

  systemLog:
     destination: file
     path: d:/mongodb/log/mongo.log
     logAppend: true
  storage:
     dbPath: d:/mongodb/data
  net:
    bindIp: 127.0.0.1
    port: 27017

* 以管理员身份进入命令提示符，输入命令：
  PS D:\mongodb> mongod --config "d:/mongodb/mongodb.cfg" --install
* 这样就完成了安装，通过服务管理器，可以查询windows的系统服务，就可以找到MongoDB的一个服务，通过
  net start MongoDB
* 启动Mongodb的服务，也可以在服务管理器中设置为自动启动。通过命令
  net stop MongoDB
* 可以停止服务。默认的端口是27017。通过以上步骤即可完成Mongodb的安装操作。
###Mongodb的删除###
* 这里主要讲解安装在服务管理器中的Mongodb的卸载，如果不是服务管理器中的，直接删除目录即可，此时只要不删除data文件夹，数据库信息也不会丢失（所以在生产环境中，data的目录应该不要放在Mongodb文件夹中）。通过几个简单的命令即可完成Mongodb的删除。
* 首先停止服务
  net stop MongoDB
* 删除服务管理器中的mongodb
  mongod --remove
* 此时会得到如下提示:
  PS D:\mongodb> mongod --remove

  2018-04-01T04:00:42.283-0700 I CONTROL  [main] Trying to remove Windows service 'MongoDB'

  2018-04-01T04:00:42.284-0700 I CONTROL  [main] Service 'MongoDB' removed
* 检查一下服务管理器，发现MongoDB服务已经被删除了，最后只要删除Mongodb目录即可。
###小结###
* 这一部分内容简单介绍了Mongodb的安装和删除，操作非常的简单，但在实际的生产环境中，还是建议在Linux下面进行操作，下一部分将主要介绍Mongodb的基本使用。

##MongoDB的基本操作##
* 对MongoDB的操作可以通过MongoDB shell进行操作，只要在命令提示符中输入mongo即可开启MongoDB的shell脚本，在shell可以完成对MongoDB数据库的所有操作。
  > db

  test
* 使用db命令可以查询当前所使用的库，通过use命令可以打开一个新的数据库，如果数据库存在，会打开，如果数据库不存在会创建数据库。

  > use demo

  switched to db demo
  
  > db
  
  demo
* 对于MongoDB而言，它虽然和关系数据库的存储结构不一样，但有些思路是可以相通，在关系数据库中，使用表来存储实体信息，而MongoDB使用Collection来存储，collection就相当于关系数据库中的表。MongoDB中使用Document来表示关系数据库中的row（每一行记录），但MongoDB中的Document是基于JSON的方式来编写的，每个document都是通过key和value来存储字段，这就相当于关系数据库中的Column。通过db.collection.insertOne可以插入一条数据。
  > db.user.insertOne({username:"zs",nickname:"zhangsan",password:"123"});

  {
          "acknowledged" : true,

          "insertedId" : ObjectId("5a0ed29a0149542ec19d4dd8")
  }
* 已上命令完成了数据库插入操作，db.user等于创建了一张user的表，insertOne后的内容就等于插入了一条数据，这个格式和json的格式一模一样，添加完成之后，会自动生成一个id。只要数据库中有数据之后就会自动存储到硬盘上，此时使用show dbs即可查询系统中的数据库

  > show dbs

  admin  0.000GB
  
  demo   0.000GB
  
  local  0.000GB
* 我们发现此时已经有三个数据库，admin和local是系统默认的，demo是刚刚创建的。继续再插入一条数据
  db.user.insertOne({username:"foo",age:22,nickname:"foobar",password:"111"});
  {
          "acknowledged" : true,
          "insertedId" : ObjectId("5a0ed40b0149542ec19d4dd9")
  }
* 注意在这条数据中多添加了一个名为age的key，这就是MongoDB和关系数据库最大的区别，关系数据库中需要先设计相应的schema，而MongoDB不用进行设计，可以灵活的处理各种情况。使用find命令可以查询collection中的所有记录。
  > db.user.find().pretty() ##查询user这个collection中的所有数据(document)
  {
          "_id" : ObjectId("5a0ed29a0149542ec19d4dd8"),
          "username" : "zs",
          "nickname" : "zhangsan",
          "password" : "123"
  }
  {
          "_id" : ObjectId("5a0ed40b0149542ec19d4dd9"),
          "username" : "foo",
          "age" : 22,
          "nickname" : "foobar",
          "password" : "111"
  }
* 通过exit命令可以退出MongoDB

  > exit
  bye
###安装可视化管理工具###
* 使用MongoDB的shell可以直接操作数据库，也有现成的一些数据库管理工具帮助我们操作MongoDB，MongoDB官方网站的MongoDB Compass也是比较好用的可视化工具，它是免费的，另外Robo 3T也推荐使用，它是原来的Robomongo 的最新版本，同样是免费的。
* 我比较常用的工具是Robo 3T，之所以推荐使用Robo 3T，是因为其实可视化的功能效率并没有直接操作shell高，但使用Robo 3T实际的操作还是以shell的脚本为主，使用Robo 3T比较简单，只要创建一个本地连接即可，前提是MongoDB已经正常启动。第一次进入首先要创建一个新连接
* Robo 3T创建新连接
之后选择Direct Connection（直接连接），确定地址(127.0.0.1)和端口(27017)


Robo3T 建立连接
连接成功之后会显示下图，我们可以看到我们的数据库demo。

* 右键点击该数据库，选择open shell打开MongoDB的shell脚本，可以通过shell进行数据库的操作。
* Robo3T 打开shell脚本
至此，MongodDB工具已经安装完成，接下来就可以进行数据库的基本操作了。
###数据库和数据集合的基本操作###
####数据库的基本操作####
* 数据库的操作比较简单，通过use可以创建和打开数据库，通过dropDatabase可以删除数据库，通过db可以查询当前的数据库，通过show dbs可以查询数据库。
  > use testDb ##创建并且选择数据库
  >
  switched to db testDb

  > db ##查询当前数据库
  
  testDb

  > show dbs ##显示所有数据库
  
  admin  0.000GB

  demo   0.000GB

  local  0.000GB
* 此处并没有显示新创建的数据库testDb，因为该数据库没有任何的数据，所以只会存储在内存中，如果此时退出shell，该数据库并不会存储，只要插入一条数据之后就会完成存储
  > db.testCollection.insertOne({name:"test"}); ##插入一条数据
  {
          "acknowledged" : true,
          "insertedId" : ObjectId("5a0ef48d82b7673e378848b8")
  }
  > show dbs ##显示所有的数据库，此时有数据了，所以数据库完成存储
  admin   0.000GB
  demo    0.000GB
  local   0.000GB
  testDb  0.000GB
* 通过db.dropDatabase()即可删除数据库，此时删除的是当前库
  db.dropDatabase() ##删除数据库
  { "dropped" : "testDb", "ok" : 1 }
  > show dbs
  admin  0.000GB
  demo   0.000GB
  local  0.000GB
* MongoDB的Collection的基本操作
* MongoDB中的Collection就相当于关系数据库中表，对表也有基本的操作，通过createCollection可以创建一个Collection。也可以通过文档操作来创建Collection(db.tt.insertOne()，此时如果没有tt这个Collection会自动创建)。通过show collections可以查询所有的collection，通过drop()可以删除一个Collection，具体命令如下
  > use testDb  ##创建数据库
  switched to db testDb
  > db.createCollection("t1") ##创建一个collection为t1
  { "ok" : 1 }
  > db.t2.insertOne({foo:"bar"}) ##通过Document的操作也可以创建Collection
  {
          "acknowledged" : true,
          "insertedId" : ObjectId("5a0ef79f82b7673e378848b9")
  }
  > show collections ##查询所有的Collection，有t1和t2两个
  t1
  t2
  > db.t1.drop() ##删除t1这个collection
  true
  > show collections ##查询所有的Collection
  t2
###Document的基本操作###
* MongoDB中的文档（Document）就是具体数据，也是MongoDB的核心，下面将简单的演示基于Document的几种操作，有个直观的感受之后，来详细介绍Document中的各类常用操作。
####Document的插入####
* 可以通过db.collection.insertOne()插入一条数据，可以通过db.collection.insertMany()批量插入，（由于MongoDB的更新比较大，这些命令都是在3.2版本之后才有，个人使用的是3.4这个最新版。）
  > db.t2.insertOne({name:"foo",age:22}) ##插入一条数据
  {
          "acknowledged" : true,
          "insertedId" : ObjectId("5a0efa2082b7673e378848ba")
  }
  > db.t2.insertMany([
  ... {name:"t1",age:33},
  ... {name:"t2",age:44}
  ... ]) ##插入多条数据
  {
          "acknowledged" : true,
          "insertedIds" : [
                  ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bb"),
                  ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bc")
          ]##提示插入了两条数据
  }
####Document的查询#####
* 查询是数据库中最为重要的操作，这里先简单演示几种查询操作，之后会详细的介绍一些非常流行的查询方式，通过db.collection.find()可以查询数据，同样可以基于json的格式来添加查询的条件
  
  > db.t2.find() ##查询所有信息
  { "_id" : ObjectId("5a0ef79f82b7673e378848b9"), "foo" : "bar" }
  { "_id" : ObjectId("5a0efa2082b7673e378848ba"), "name" : "foo", "age" : 22 }
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bb"), "name" : "t1", "age" : 33 }
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bc"), "name" : "t2", "age" : 44 }
  > db.t2.find({name:"t2"})##查询名称为t2的信息
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bc"), "name" : "t2", "age" : 44 }
  > db.t2.find({age:{$lt:25}})##查询age小于25的所有信息
  { "_id" : ObjectId("5a0efa2082b7673e378848ba"), "name" : "foo", "age" : 22 }
####Document的更新####
* 更新操作也非常简单，使用db.collection.updateOne()更新一条记录，通过db.collection.updateMany()更新多条记录，使用db.collection.replaceOne()替换信息，此时需要使用$set来进行更新的设定，这几个操作中的第一个参数都是更新条件，第二个参数都是具体的值的设置
   db.t2.updateOne({name:"t1"},{$set:{age:35}}) ##更新一条信息，将name为t1的记录的age设置为35
  { "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }
   db.t2.find({name:"t1"})##成功完成更新
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bb"), "name" : "t1", "age" : 35 }

* 接下来看一下批量更新
* 批量更新，将age大于等于35的的记录增加foo这个信息，由于没有foo，所以会增加这个记录
  > db.t2.updateMany({age:{$gte:35}},{$set:{foo:"bar"}})
  { "acknowledged" : true, "matchedCount" : 2, "modifiedCount" : 2 }
  > db.t2.find({age:{$gte:35}})##所有的信息增加了这个记录
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bb"), "name" : "t1", "age" : 35, "foo" : "bar" }
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bc"), "name" : "t2", "age" : 44, "foo" : "bar" }
*通过这个操作，我们发现MongoDB可以不受限制的增加Document中的key和value的对应关系，这和关系型数据库有极大的区别，最后来看一下替换操作
  > db.t2.replaceOne({name:"foo"},{name:"ok",foo:"bar",hello:"world"})##替换name为foo的数据
  { "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }
  > db.t2.find({name:"foo"})##name已经修改，这个记录查询不到数据
  > db.t2.find({name:"ok"})##完成替换
  { "_id" : ObjectId("5a0efa2082b7673e378848ba"), "name" : "ok", "foo" : "bar", "hello" : "world" }
  >

####Document的删除操作####
* Document的删除操作同样有db.collection.deleteOne()和db.collection.deleteMany()两种，前者是删除一条记录，后者删除多条记录

  > db.t2.deleteOne({name:"ok"})##删除名称为ok的一条记录
  { "acknowledged" : true, "deletedCount" : 1 }
  > db.t2.deleteMany({age:{$lt:40}})##删除age小于40的记录
  { "acknowledged" : true, "deletedCount" : 1 }
  > db.t2.find()##查询结果
  { "_id" : ObjectId("5a0ef79f82b7673e378848b9"), "foo" : "bar" }
  { "_id" : ObjectId("5a0efa5b82b7673e378848bc"), "name" : "t2", "age" : 44, "foo" : "bar" }

###小结###
* 这一部分介绍了MongoDB的基本操作和IDE，并且讲解了数据库和数据集合的基本操作，最后讲解了Document的CRUD操作，通过这些介绍，我们发现由于没有schema的限制，MongoDB非常的灵活，字段的键值对可以随意修改，这在很多场合都会体现出特有的优势，下一部分将讲解MongoDB的开发人员的设计原则。

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