NoSQL基础及MongoDB入门安装

在互联网快速发展的今天，数据种类和格式越来越多样化，传统的关系型数据库已经难以适应，在此种情况下No SQL应运而生，本文主要讲解NoSQL的基础知识，及MongoDB的入门安装，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

什么是NoSQL?

NoSQL，指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写，是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。（例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据）。这些类型的数据存储不需要固定的模式，无需多余操作就可以横向扩展。

为什么使用NoSQL ?

今天我们可以通过第三方平台（如：Google,Facebook等）可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息，社交网络，地理位置，用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。我们如果要对这些用户数据进行挖掘，那SQL数据库已经不适合这些应用了, NoSQL 数据库的发展却能很好的处理这些大的数据。

NoSQL的优点/缺点

优点:

• - 高可扩展性
• - 分布式计算
• - 低成本
• - 架构的灵活性，半结构化数据
• - 没有复杂的关系

缺点:

• - 没有标准化
• - 有限的查询功能（到目前为止）
• - 最终一致是不直观的程序

CAP定理（CAP theorem）

在计算机科学中, CAP定理（CAP theorem）, 又被称作 布鲁尔定理（Brewer's theorem）, 它指出对于一个分布式计算系统来说，不可能同时满足以下三点:

• 一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)
• 可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)
• 分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)

CAP理论的核心是：一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个。因此，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类：

• CA - 单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大。
• CP - 满足一致性，分区容忍性的系统，通常性能不是特别高。
• AP - 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些。

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。

MongoDB特点

• MongoDB 是一个面向文档存储的数据库，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="Sameer",Address="8 Gandhi Road")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。
• MongoDB安装简单。

MongoDB与关系型数据库概念对比

通过下图实例，我们也可以更直观的了解Mongo中的一些概念：

 

MongoDB下载

从官网下载社区版，在下载页面，选择Windows平台，点击Download进行下载即可，如下所示：

MongoDB Compass下载

MongoDB虽然提供了Shell执行脚本工具，但是可视化操作还是会方便许多，MongoDB Compass是官方提供的一个可视化客户端，通过官方网站进行下载即可，如下所示：

NoSQL Manager for MongoDB Professional 下载

如果不想使用MongoDB Compass，也可以下载NoSQL Manager for MongoDB Professional，做为客户端，下载路径为【https://www.mongodbmanager.com/download】，此客户端提供了免费版，和收费版两个版本，如下所示：

MongoDB安装

双击下载好的可执行程序【mongodb-windows-x86_64-5.0.3-signed.msi】，然后进行安装，如下所示：

 勾选同意协议复选框，然后点击下一步，如下所示：

 

 选择安装类型，本次选Custom(自定义安装)，如下所示：

 

 Location为MongoDB的安装路径，建议默认路径即可，然后点击Next，如下所示：

 

 去电MongoDB Compass选项，可单独安装，然后点击Next，如下所示：

 

 点击Install进行安装，如下所示：

 

 安装完成，点击Finish，关闭安装向导，如下所示：

 

 如提示需要重启才能生效，则点击Yes进行重启即可，如下所示：

 

配置环境变量

MongoDB需要配置环境变量，才可以在命令行访问，本例以Win10为例：此电脑-->属性-->高级-->环境变量-->系统变量，如下所示：

新增完成后，点击确定即可。

MongoDB服务

新版本的MongoDB，会在安装时，创建系统服务选项，则在开机时，自动启动服务，避免每次都要通过命令行窗口进行启动，如下所示：

测试MongoDB

安装成功及配置环境变量后，在命令行输入mongo，如可以连接，则表示安装成功，如下所示：

 注意：默认连接数据库为test，之所以在show dbs中不显示test，是由于test数据库中，没有数据。

客户端Compass

官网下载的Compass是免安装版，双击打开即可使用。输入本机的mongodb的连接路径，点击Connect即可。如下所示：

 连接成功后，如下所示：

 客户端No SQL Manager for MongoDB安装

双击下载的客户端安装包【mongodbmanagerfree_inst.exe】，勾选接受协议复选框，点击Next，如下所示：

默认勾选需要安装的插件，点击Next，如下所示：

开始菜单，默认即可，点击Next，如下所示：

 

 创建桌面快捷方法，点击Next，如下所示：

 

 点击Install进行安装，如下所示：

 安装成功，点击Finish安装结束，如下所示：

客户端No SQL Manager for MongoDB启动

第一次启动【No SQL Manager for MongoDB】时，点击Accept，如下所示：

 新建连接，默认带出本机连接信息，点击OK即可，如下所示：

连接成功，则显示对应数据库信息，如下所示：

以上就是本文要讲解的内容，旨在抛砖引玉，共同学习进步。

 备注

南园十三首·其五

【作者】李贺 【朝代】唐

男儿何不带吴钩，收取关山五十州。

请君暂上凌烟阁，若个书生万户侯？