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MongoDB 是一款非常热门的NoSQL，面向文档的数据库管理系统，官方下载地址是：MongoDB，我选择的是 Enterprise Server （MongoDB 3.2.9）版本，安装在Windows Server 2012环境中。
MongoDB使用BSON对象来存储，与JSON格式类型的键值对（key/value）类似，MongoDB数据库和关系型DB的存储模型对应关系：
NoSQL 数据库的理论基础是CAP 理论，分别代表 Consistency（强一致性），Availability（可用性），Partition Tolerance（分区容错），分布式数据系统只能满足其中两个特性：
- C：系统在执行某项操作后仍然处于一致的状态。在分布式系统中，更新操作执行成功之后，所有的用户都能读取到最新的值，这样的系统被认为具有强一致性。
- A：用户执行的操作在一定时间内，必须返回结果。如果超时，那么操作回滚，跟操作没有发生一样。
- P：分布式系统是由多个分区节点组成的，每个分区节点都是一个独立的Server，P属性表明系统能够处理分区节点的动态加入和离开。
在构建分布式系统时，必须考虑CAP特性。传统的关系型DB，注重的是CA特性，数据一般存储在一台Server上。而处理海量数据的分布式存储和处理系统更注重AP，AP的优先级要高于C，但NoSQL并不是完全放弃一致性（Consistency），NoSQL保留数据的最终一致性（Eventually Consistency）。最终一致性是指更新操作完成之后，用户最终会读取到数据更新之后的值，但是会存在一定的时间窗口，用户仍会读取到更新之前的旧数据；在一定的时间延迟之后，数据达到一致性。
一，设置Path环境变量
在Windows 环境中，MongoDB默认的安装文件存储目录是：C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin，点击 Windows+R，输入cmd，启动Command Prompt，进入到安装目录：
每次打开Command Prompt都需要进入到MongoDB的安装目录十分麻烦，可以修改Computer的Environment Variables，右击This PC->Properties，依次点击 Advanced System Setting->Environment Variables，打开Environment Variables 窗体，修改 Path 系统变量，在 Path 变量的字符串后面追加"C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin"，注意两个Path之间以“;”分割。
二，带你入门
1，启动MongoDB实例
环境变量设置成功之后，在C盘中创建一个文件夹data，用于存储MongoDB的数据库文件。然后，打开一个命令行工具，输入mongod 启动MongoDB实例，默认监听的TCP端口是 27017 。
mongod
MongoDB同时启动一个HTTP服务器，监听27017端口，如果MongoDB 实例安装在本地，那么在浏览器中输入：http://localhost:27017/
mongod 是整个MongoDB最核心的进程，负责数据库的创建，删除等管理操作，运行在服务器端，监听客户端的请求，提供数据服务。
2，链接到MongoDB 实例
不要关闭MongoDB实例，新打开一个命令行工具，输入mongo ，该命令启动mongo shell，shell 将自动连接本地(localhost)的MongoDB实例，默认的端口是27017：
mongo
mongo进程是构造一个Javascript Shell，用于跟mongod进程交互，根据mongod提供的接口对MongoDB数据库进行管理，相当于SSMS(SQL Server Management Studio)，是一个管理MongoDB的工具。
3，查看当前连接的DB
使用命令查看正在连接的数据库名字
db
db.getName()
4，查看MongoDB实例中的db 和 collection
show dbs show collections
db.getCollectionNames()
5，切换db
use foo
6，在foo数据库中创建users集合，向集合中插入一条document
use foo
db.users.insert({"name":"name 1",age:21})
db.users.find()
7，关闭MongoDB 实例
在mongo shell中，执行以下命令，关闭MongoDB实例
use admin db.shutdownServer()
8，帮助命令
help
db.help()查看数据库级别的帮助
db.mycoll.help()查看集合级别的帮助
三，mongod 命令常用参数
1，常用参数
mongod 是MongoDB系统的主要守护进程，用于处理数据请求，数据访问和执行后台管理操作，必须启动，才能访问MongoDB数据库。
在启动mongod时，常用的参数是：
- --dbpath <db_path>：存储MongoDB数据文件的目录
- --directoryperdb：指定每个数据库单独存储在一个目录中（directory），该目录位于--dbpath指定的目录下，每一个子目录都对应一个数据库名字。Uses a separate directory to store data for each database. The directories are under the --dbpath directory, and each subdirectory name corresponds to the database name.
- --logpath <log_path>：指定mongod记录日志的文件
- --fork：以后台deamon形式运行服务
- --journal：开始日志功能，通过保存操作日志来降低单机故障的恢复时间
- --config（或-f）<config_file_path>：配置文件，用于指定runtime options
- --bind_ip <ip address>：指定对外服务的绑定IP地址
- --port <port>：对外服务窗口
- --auth：启用验证，验证用户权限控制
- --syncdelay<value>：系统刷新disk的时间，单位是second，默认是60s
- --replSet <setname>：以副本集方式启动mongod，副本集的标识是setname
2，MongoDB的启动方式
2.1 以命令方式启动，默认的dbpath是 C:\data\db
mongod --dbpath=C:\data\db
2.2 以配置文档的方式启动
将mongod的命令参数写入配置文档，以参数-f 启动
mongod -f C:\data\db\mongodb_config.config
2.3 以daemon方式启动
当启动MongoDB的进程关闭后，MongoDB随之关闭，只需要使用--fork参数，就能使MongoDB以后台守护进程方式启动。
mongod -fork
3，查看mongod的启动参数
db.serverCmdLineOpts()
四，mongo命令常用参数
mongo 是一个交互式的js shell，提供了一个强大的js 环境，为DBA管理MongoDB，developer查询MongoDB数据提供接口。通过mongo shell和MongoDB进行交互，查询和修改MongoDB数据库，管理MongoDB数据库，维护MongoDB的副本集和分片集群，是一个非常强大的工具。
在启动mongo shell时，常用的参数是：
- --nodb: 阻止mongo在启动时连接到数据库实例；
- --port <port> ：指定mongo连接到mongod监听的TCP端口，默认的端口值是27017；
- --host <hostname> ：指定mongod运行的server，如果没有指定该参数，那么mongo尝试连接运行在本地（localhost）的mongod实例；
- <db address>：指定mongo连接的数据库
- --username/-u <username> 和 --password/-p <password>：指定访问MongoDB数据库的账户和密码，只有当认证通过后，用户才能访问数据库；
- --authenticationDatabase <dbname>：指定创建User的数据库，在哪个数据库中创建User时，该数据库就是User的Authentication Database；
五，MongoDB的可视化工具
1，推荐 Robomongo
Robomongo 是开源，免费的MongoDB管理工具，之前叫 Robomongo，后面被收购了，改名 Robo 3T 。
2，MongoBooster
支持MongoDB 3.2 版本，个人使用免费，用于商业收费，下载地址：MongoBooster下载
六，学习MongoDB
1，推荐学习MongoDB书籍
动物书《MongoDB权威指南-第二版》，非常经典
2，学习MongoDB的官方手册： MongoDB Manual
3，学习MongoDB的入门教程：MongoDB Tutorial
参考文档：
菜鸟教程：http://www.runoob.com/mongodb/mongodb-databases-documents-collections.html
MongoDB 概念解析
不管我们学习什么数据库都应该学习其中的基础概念，在mongodb中基本的概念是文档、集合、数据库，下面我们挨个介绍。
下表将帮助您更容易理解Mongo中的一些概念：
| SQL术语/概念 | MongoDB术语/概念 | 解释/说明 |
|---|---|---|
| database | database | 数据库 |
| table | collection | 数据库表/集合 |
| row | document | 数据记录行/文档 |
| column | field | 数据字段/域 |
| index | index | 索引 |
| table joins | 表连接,MongoDB不支持 | |
| primary key | primary key | 主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键 |
通过下图实例，我们也可以更直观的了解Mongo中的一些概念：
数据库
一个mongodb中可以建立多个数据库。
MongoDB的默认数据库为"db"，该数据库存储在data目录中。
MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。
"show dbs" 命令可以显示所有数据的列表。
$ ./mongo MongoDB shell version: 3.0.6 connecting to: test > show dbs local 0.078GB test 0.078GB >
执行 "db" 命令可以显示当前数据库对象或集合。
$ ./mongo MongoDB shell version: 3.0.6 connecting to: test > db test >
运行"use"命令，可以连接到一个指定的数据库。
> use local switched to db local > db local >
以上实例命令中，"local" 是你要链接的数据库。
在下一个章节我们将详细讲解MongoDB中命令的使用。
数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。
- 不能是空字符串（"")。
- 不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
- 应全部小写。
- 最多64字节。
有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。
- admin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
- local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
- config: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。
文档
文档是一组键值(key-value)对(即BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是 MongoDB 非常突出的特点。
一个简单的文档例子如下：
{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鸟教程"}
下表列出了 RDBMS 与 MongoDB 对应的术语：
| RDBMS | MongoDB |
|---|---|
| 数据库 | 数据库 |
| 表格 | 集合 |
| 行 | 文档 |
| 列 | 字段 |
| 表联合 | 嵌入文档 |
| 主键 | 主键 (MongoDB 提供了 key 为 _id ) |
| 数据库服务和客户端 | |
| Mysqld/Oracle | mongod |
| mysql/sqlplus | mongo |
需要注意的是：
- 文档中的键/值对是有序的。
- 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
- MongoDB区分类型和大小写。
- MongoDB的文档不能有重复的键。
- 文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。
文档键命名规范：
- 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
- .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
- 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。
集合
集合就是 MongoDB 文档组，类似于 RDBMS （关系数据库管理系统：Relational Database Management System)中的表格。
集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。
比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：
{"site":"www.baidu.com"} {"site":"www.google.com","name":"Google"} {"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程","num":5}
当第一个文档插入时，集合就会被创建。
合法的集合名
- 集合名不能是空字符串""。
- 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
- 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
- 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。
如下实例：
db.col.findOne()
capped collections
Capped collections 就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 "RRD" 概念类似。
Capped collections是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能 和标准的collection不同，你必须要显式的创建一个capped collection， 指定一个collection的大小，单位是字节。collection的数据存储空间值提前分配的。
要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})
- 在capped collection中，你能添加新的对象。
- 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
- 数据库不允许进行删除。使用drop()方法删除collection所有的行。
- 注意: 删除之后，你必须显式的重新创建这个collection。
- 在32bit机器中，capped collection最大存储为1e9( 1X109)个字节。
元数据
数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：
dbname.system.*
在MongoDB数据库中名字空间 <dbname>.system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection)，如下:
| 集合命名空间 | 描述 |
|---|---|
| dbname.system.namespaces | 列出所有名字空间。 |
| dbname.system.indexes | 列出所有索引。 |
| dbname.system.profile | 包含数据库概要(profile)信息。 |
| dbname.system.users | 列出所有可访问数据库的用户。 |
| dbname.local.sources | 包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。 |
对于修改系统集合中的对象有如下限制。
在{{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。
{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。
MongoDB 数据类型
下表为MongoDB中常用的几种数据类型。
| 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。 |
| Array | 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。 |
下面说明下几种重要的数据类型。
ObjectId
ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：
- 前 4 个字节表示创建 unix时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间早了 8 个小时
- 接下来的 3 个字节是机器标识码
- 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
- 最后三个字节是随机数
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，默认是个 ObjectId 对象
由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:
> var newObject = ObjectId() > newObject.getTimestamp() ISODate("2017-11-25T07:21:10Z")
ObjectId 转为字符串
> newObject.str 5a1919e63df83ce79df8b38f
字符串
BSON 字符串都是 UTF-8 编码。
时间戳
BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 MongoDB 内部使用，与普通的 日期 类型不相关。 时间戳值是一个 64 位的值。其中：
- 前32位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）
- 后32位是在某秒中操作的一个递增的
序数
在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。
在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。
BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。
日期
表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。
> var mydate1 = new Date() //格林尼治时间 > mydate1 ISODate("2018-03-04T14:58:51.233Z") > typeof mydate1 object
> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间 > mydate2 ISODate("2018-03-04T15:00:45.479Z") > typeof mydate2 object
这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。
返回一个时间类型的字符串：
> var mydate1str = mydate1.toString() > mydate1str Sun Mar 04 2018 14:58:51 GMT+0000 (UTC) > typeof mydate1str string
或者
> Date() Sun Mar 04 2018 15:02:59 GMT+0000 (UTC)