MongoDB 学习笔记

基本概念

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。 MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。

 

在这里我们有必要先简单介绍一下非关系型数据库（NoSQL）

1.什么是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。

关系型数据库 PK 非关系型数据库

RDBMS	NoSQL
高度组织化结构化数据	代表着不仅仅是SQL
结构化查询语言(SQL)	没有声明性查询语言
数据和关系都存储在单独的表中。	没有预定义的模式
数据操纵语言，数据定义语言	键 - 值对存储，列存储，文档存储，图形数据库
严格的一致性	最终一致性，而非ACID属性
基础事务	非结构化和不可预知的数据
	CAP定理
	高性能，高可用性和可伸缩性

3.NoSQL分类

类型	部分代表	特点
列存储	Hbase Cassandra Hypertable	顾名思义，是按照列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结 构化的数据，方便做数据压缩，对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势
文档存储	MongoDB CounchDB	文档存储一般用类似json的格式存储，存储的内容是文档型的。这样也就有有机 会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能。
key-value存储	Tokyo Cabinet / Tyrant Berkelery DB MemcacheDB Redis	可以通过key快速查询到其value。一般来说，存储不管value的格式， 照单全收。(Redis包含了其他功能)
图存储	Neo4J FlockDB	图形关系的最佳存储。使用传统关系数据库来解决的话性能低下， 而且设计使用不方便。
对象存储	db4o Versant	通过类似面向对象语言的语法操作数据库，通过对象的方式存储数据。
xml数据库	Berkeley DB XML BaseX	高效的存储XML数据，并存储XML的内部查询语法，比如XQuery,Xpath。

4.CAP原则

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，分区容忍必的系统，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。

 5.mongodb数据结构

MongoDB的基础单元——文档

文档是MongoDB的核心概念。多个键值对有序的放置在一起便是文档。

Js代码：

1 {"course1":"MongoDB","course2":"hadoop"} 

说明：文档是有序的，键是区分大小写的

集合

集合就是一组文档。

集合是无模式的，即：一个集合中的文档可以是各式各样的例如：

集合代码：

1 {"course1":"hadoop","course2":"hive"}  
2 {"studentName":"小红"}  

 数据库

MongoDB中多个集合组成数据库。一个MongoDB实例可以承载多个数据库，它们之间可视为完全独立的。每个数据库有自己的权限控制

6.关系型数据库与MongoDB逻辑结构对比

对于习惯了关系型数据库的朋友们，我将MongoDB与关系型数据库的逻辑结构进行了对比。

MongoDB	关系型数据库
文档(document)	行(row)
集合(collection)	表(table)
数据库(database)	数据库(database)

7.测试MongoDB

 1 > show dbs   //显示数据库信息  
 2 local   (empty)  
 3 > db  //查看当前链接到那个数据库  
 4 test  
 5 > user test  //使用test数据库  
 6 Fri Mar 28 10:20:14 SyntaxError: missing ; before statement (shell):1  
 7 > use test  
 8 switched to db test  
 9 > post = {"title":"love","content":"I love you"}  //定义文档  
10 { "title" : "love", "content" : "I love you" }  
11 > db  
12 test  
13 > db.test.blog.insert(post)  //将文档插入到集合中  
14 > db.test.blog.find()  //查询集合  
15 { "_id" : ObjectId("5334dd149b7a445ea2166559"), "title" : "love", "content" : "I  
16  love you" }  
17 > post = {"job":"java","city":"wuhan"}  
18 { "job" : "java", "city" : "wuhan" }  
19 > db.test.blog.insert(post)  
20 > db.test.blog.find()  
21 { "_id" : ObjectId("5334dd149b7a445ea2166559"), "title" : "love", "content" : "I  
22  love you" }  
23 { "_id" : ObjectId("5334dd669b7a445ea216655a"), "job" : "java", "city" : "wuhan"  
24  }  
25 >  

 8.MongoDB中的数据类型

 null

1 {"x":null}

布尔

1 {"x":true}

32位整数

64位整数

64位浮点数

字符串

1 {"x":"hi world"}

对象id

日期

1 {"x":new Date()} 

正则表达式

1 {"x":/foobar/i}

函数

1 {"x":function(){//......}}  

二进制数据

可以由任意字节的串组成

最大值

最小值

未定义

1 {"x":undefined}  

数组

1 {"x":["a","b","c"]} 

内嵌文档

1 {"x":{"foo":"bar"}} 

9._id和ObjectId

 Mongodb中存储的文档必须有一个“_id”键。这个键的值可以是任何类型的，默认是ObjectId对象。在集合中，每个文档都有唯一的“_id”，来确保集合里面每个文档都能被唯一标示。

一个BSON ObjectID是12字节的值，包含了4字节的时间戳（纪元以来的秒数），3字节机器id，2字节进程id，和3字节计数值。注意不同于BSON中的其他字段，时间戳和计数值字段必须存储为big endian。这是由于会对它们按字节比较，我们希望大多数情况下保证是升序。它的格式：

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
time				machine			pid		inc