NoSql数据库MongoDB简介

数据库 2018-05-10 01:53:26 阅读次数: 0

Mongo是一个高性能，开源，模式自由(schema-free)的文档型数据库，它在许多场景下可用于替代传统的关系型数据库或键/值(key-value)存储方式。Mongo使用C++开发，具有以下特性：

l 面向集合的存储：适合存储对象及JSON 形式的数据。

l 动态查询：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。

l 完整的索引支持：包括文档内嵌对象及数组。Mongo的查询优化器会分析查询表达式，并生成一个高效的查询计划。

l 查询监视：Mongo包含一个监视工具用于分析数据库操作的性能。

l 复制及自动故障转移：Mongo数据库支持服务器之间的数据复制，支持主-从模式及服务器之间的相互复制。复制的主要目标是提供冗余及自动故障转移。

l 高效的传统存储方式：支持二进制数据及大型对象（如照片或图片）。

l 自动分片以支持云级别的伸缩性（处于早期alpha阶段）：自动分片功能支持水平的数据库集群，可动态添加额外的机器。

模式自由（schema-free)，意味着对于存储在mongodb数据库中的文件，我们不需要知道它的任何结构定义。如果需要的话，你完全可以把不同结构的文件存储在同一个数据库里。

存储在集合中的文档，被存储为键-值对的形式。键用于唯一标识一个文档，为字符串类型，而值则可以是各中复杂的文件类型。我们称这种存储形式为BSON（Binary Serialized dOcument Format）。

MongoDB服务端可运行在Linux、Windows或OS X平台，支持32位和64位应用，默认端口为27017。推荐运行在64位平台，因为MongoDB在32位模式运行时支持的最大文件尺寸为2GB。

MongoDB把数据存储在文件中（默认路径为：/data/db），为提高效率使用内存映射文件进行管理。

MongoDB的主要目标是在键/值存储方式（提供了高性能和高度伸缩性）以及传统的RDBMS系统（丰富的功能）架起一座桥梁，集两者的优势于一身。

根据官方网站的描述 ，Mongo适合用于以下场景：

l 网站数据：Mongo非常适合实时的插入，更新与查询，并具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性。

l 缓存：由于性能很高，Mongo也适合作为信息基础设施的缓存层。在系统重启之后，由Mongo搭建的持久化缓存层可以避免下层的数据源过载。

l 大尺寸，低价值的数据：使用传统的关系型数据库存储一些数据时可能会比较昂贵，在此之前，很多时候程序员往往会选择传统的文件进行存储。

l 高伸缩性的场景：Mongo非常适合由数十或数百台服务器组成的数据库。Mongo的路线图中已经包含对MapReduce引擎的内置支持。

l 用于对象及JSON数据的存储：Mongo的BSON 数据格式非常适合文档化格式的存储及查询。

自然，MongoDB的使用也会有一些限制，例如它不适合：

l 高度事务性的系统：例如银行或会计系统。传统的关系型数据库目前还是更适用于需要大量原子性复杂事务的应用程序。

l 传统的商业智能应用：针对特定问题的BI数据库会对产生高度优化的查询方式。对于此类应用，数据仓库可能是更合适的选择。

l 需要SQL的问题

MongoDB支持OS X、Linux及Windows等操作系统，并提供了Python，PHP，Ruby，Java及C++语言的驱动程序，社区中也提供了对Erlang及.NET等平台的驱动程序。

 

 

跟mysqld一样，一个mongod服务可以有建立多个数据库，每个数据库可以有多张表，这里的表名叫collection，每个 collection 可以存放多个文档（document），每个文档都以BSON（binary json）的形式存放于硬盘中。跟关系型数据库不一样的地方是，它是的以单文档为单位存储的，你可以任意给一个或一批文档新增或删除字段，而不会对其它文 档造成影响，这就是所谓的schema-free，这也是文档型数据库最主要的优点。跟一般的key-value数据库不一样的是，它的value中存储 了结构信息，所以你又可以像关系型数据库那样对某些域进行读写、统计等操作。可以说是兼备了key-value数据库的方便高效与关系型数据库的强大功 能。

启动数据库

下载MongoDB , 解压后并启动:

$ bin/mongod

MongoDB 默认存储数据目录为 /data/db/ (或者 c:/data/db), 当然你也可以修改成不同目录, 只需要指定 –dbpath 参数:

$ bin/mongod --dbpath /path/to/my/data/dir

获取数据库连接

现在我们就可以使用自带的shell工具来操作数据库了. (我们也可以使用各种编程语言的驱动来使用MongoDB, 自带的shell工具可以方便我们管理数据库)

启动 MongoDB JavaScript 工具:

$ bin/mongo

默认 shell 连接的是本机localhost 上面的 test库, 会看到:

MongoDB shell version: 0.9.8
url: test
connecting to: test
type "help" for help
>

“connecting to:” 这个会显示你正在使用的数据库的名称. 想换数据库的话可以:

> use mydb

可以输入 help 来查看所有的命令.

插入数据到集合

下面我们来建立一个test的集合并写入一些数据. 建立两个对象, j 和 t , 并保存到集合中去.
在例子里 ‘>’ 来表示是 shell 输入提示符

> j = { name : "mongo" };
{"name" : "mongo"}
> t = { x : 3 };
{ "x" : 3  }
> db.things.save(j);
> db.things.save(t);
> db.things.find();
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
{"x" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf61651712cf7758fbdbc")}
>

有几点需要注意下 :

  • 不需要预先建立一个集合. 在第一次插入数据时候会自动建立.
  • 在例子其实可以存储任何结构的数据, 当然在实际应用我们存储的还是相同元素的集合. 这个特性其实可以在应用里很灵活, 你不需要类似 alter table 来修改你的数据结构
  • 每次插入数据时候对象都会有一个ID, 名字叫 _id.

当你运行不同的例子, 你的对象ID值都是不同的.

下面再加点数据:

> for( var i = 1; i < 10; i++ ) db.things.save( { x:4, j:i } ); > db.things.find();
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
{"x" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf61651712cf7758fbdbc")}
{"x" : 4 , "j" : 1 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbd")}
{"x" : 4 , "j" : 2 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbe")}
{"x" : 4 , "j" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbf")}
{"x" : 4 , "j" : 4 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc0")}
{"x" : 4 , "j" : 5 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc1")}
{"x" : 4 , "j" : 6 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc2")}
{"x" : 4 , "j" : 7 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc3")}
{"x" : 4 , "j" : 8 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc4")}

请注意下, 这里循环次数是10, 但是只显示到8, 还有2条数据没有显示.

如果想继续查询下面的数据只需要使用 it 命令, 就会继续下面的数据:

{"x" : 4 , "j" : 7 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc3")}
{"x" : 4 , "j" : 8 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc4")}

继续

> it
{"x" : 4 , "j" : 9 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc5")}
{"x" : 4 , "j" : 10 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc6")}

从技术上讲 find() 返回一个游标对象. 但在上面的例子里, 并没有拿到一个游标的变量. 所以 shell 自动遍历游标, 返回一个初始化的set, 并允许我们继续用 it 迭代输出.

当然我们也可以直接用游标来输出, 不过这个是下一部分的内容了.

查询数据

在没有深入查询之前, 我们先看看怎么从一个查询中返回一个游标对象. 可以简单的通过 find() 来查询, 他返回一个任意结构的集合. 如果实现特定的查询稍后讲解.

实现上面同样的查询, 然后通过 while 来输出:

> var cursor = db.things.find();
> while (cursor.hasNext()) { print(tojson(cursor.next())); }
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
{"x" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf61651712cf7758fbdbc")}
{"x" : 4 , "j" : 1 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbd")}
{"x" : 4 , "j" : 2 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbe")}
{"x" : 4 , "j" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbf")}
{"x" : 4 , "j" : 4 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc0")}
{"x" : 4 , "j" : 5 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc1")}
{"x" : 4 , "j" : 6 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc2")}
{"x" : 4 , "j" : 7 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc3")}
{"x" : 4 , "j" : 8 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc4")}
{"x" : 4 , "j" : 9 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc5")}
>

上面的例子显示了游标风格的迭代输出. hasNext() 函数告诉我们是否还有数据, 如果有则可以调用 next() 函数. 这里我们也用了自带的 tojson() 方法返回一个标准的 JSON 格式数据.

当我们使用的是 JavaScript shell, 可以用到JS的特性, forEach 就可以输出游标了. 下面的例子就是使用 forEach() 来循环输出:

> db.things.find().forEach( function(x) { print(tojson(x));});
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
{"x" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf61651712cf7758fbdbc")}
{"x" : 4 , "j" : 1 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbd")}
{"x" : 4 , "j" : 2 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbe")}
{"x" : 4 , "j" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbf")}
{"x" : 4 , "j" : 4 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc0")}
{"x" : 4 , "j" : 5 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc1")}
{"x" : 4 , "j" : 6 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc2")}
{"x" : 4 , "j" : 7 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc3")}
{"x" : 4 , "j" : 8 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc4")}
{"x" : 4 , "j" : 9 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc5")}
>

forEach() 必须定义一个函数供每个游标元素调用.

在 mongo shell 里, 我们也可以把游标当作数组来用 :

> var cursor = db.things.find();
> print (tojson(cursor[4]));
{"x" : 4 , "j" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbf")}

使用游标时候请注意占用内存的问题, 特别是很大的游标对象, 有可能会内存溢出. 所以应该用迭代的方式来输出.

下面的示例则是把游标转换成真实的数组类型:

> var arr = db.things.find().toArray();
> arr[5];
{"x" : 4 , "j" : 4 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc0")}

请注意这些特性只是在 mongo shell 里使用, 而不是所有的其他应用程序驱动都支持.

MongoDB 游标对象不是没有快照 – 如果有其他用户在集合里第一次或者最后一次调用 next(), 你可以得不到游标里的数据. 所以要明确的锁定你要查询的游标.

指定条件的查询

到这里我们已经知道怎么从游标里实现一个查询并返回数据对象, 下面就来看看怎么根据指定的条件来查询.

下面的示例就是说明如何执行一个类似SQL的查询, 并演示了怎么在 MongoDB 里实现. 这是在 MongoDB shell 里查询, 当然你也可以用其他的应用驱动或者语言来实现:

SELECT * FROM things WHERE name="mongo"
> db.things.find({name:"mongo"}).forEach(function(x) { print(tojson(x));});
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
>
SELECT * FROM things WHERE x=4
> db.things.find({x:4}).forEach(function(x) { print(tojson(x));});
{"x" : 4 , "j" : 1 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbd")}
{"x" : 4 , "j" : 2 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbe")}
{"x" : 4 , "j" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbf")}
{"x" : 4 , "j" : 4 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc0")}
{"x" : 4 , "j" : 5 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc1")}
{"x" : 4 , "j" : 6 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc2")}
{"x" : 4 , "j" : 7 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc3")}
{"x" : 4 , "j" : 8 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc4")}
{"x" : 4 , "j" : 9 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc5")}
>

查询条件是 { a:A, b:B, … } 类似 “where a==A and b==B and …”, 更多的查询方式可以参考 Mongo 开发教程部分.

上面显示的是所有的元素, 当然我们也可以返回特定的元素, 类似于返回表里某字段的值, 只需要在 find({x:4}) 里指定元素的名字, 比如 j:

SELECT j FROM things WHERE x=4
> db.things.find({x:4}, {j:true}).forEach(function(x) { print(tojson(x));});
{"j" : 1 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbd")}
{"j" : 2 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbe")}
{"j" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbf")}
{"j" : 4 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc0")}
{"j" : 5 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc1")}
{"j" : 6 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc2")}
{"j" : 7 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc3")}
{"j" : 8 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc4")}
{"j" : 9 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdc5")}
>

请注意 “_id” 元素会一直被返回.

findOne() – 语法糖

为了方便, mongo shell (其他驱动) 避免游标的可能带来的开销, 提供一个findOne() 函数. 这个函数和 find() 参数一样, 不过他返回游标里第一条数据, 或者返回 null 空数据库.

作为一个例子, name==’mongo’ 可以用很多方法来实现, 可以用 next() 来循环游标(需要校验是否为null), 或者当做数组返回第一个元素.

但是用 findOne() 方法则更简单和高效:

> var mongo = db.things.findOne({name:"mongo"});
> print(tojson(mongo));
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
>

findOne 方法更跟 find({name:”mongo”}).limit(1) 一样.

limit() 查询

你可以需要限制结果集的长度, 可以调用 limit 方法.

这是强烈推荐高性能的原因, 通过限制条数来减少网络传输, 例如:

> db.things.find().limit(3);
in cursor for : DBQuery: example.things ->
{"name" : "mongo" , "_id" : ObjectId("497cf60751712cf7758fbdbb")}
{"x" : 3 , "_id" : ObjectId("497cf61651712cf7758fbdbc")}
{"x" : 4 , "j" : 1 , "_id" : ObjectId("497cf87151712cf7758fbdbd")}
>

更多帮助

除非了一般的 help 之外, 你还可以查询 help 数据库和db.whatever 来查询具体的说明.

如果你对一个函数要做什么, 你可以不输入 {{()}} 这些结束的括号则可以输出实现的源码, 例如:

> db.foo.insert
function (obj, _allow_dot) {
    if (!obj) {
        throw "no object passed to insert!";
    }
    if (!_allow_dot) {
        this._validateForStorage(obj);
    }
    return this._mongo.insert(this._fullName, obj);
}

mongo 是一个完整的 JavaScript shell程序, 所以在 shell 里完全可以私用JS的方法、类、语法. 此外, MongoDB 定义很多自己的类和全局变量 (比如 db). 这里可以查看完整的API说明 http://api.mongodb.org/js/

 

http://blog.csdn.net/zclmoon/article/details/6215170

http://blog.csdn.net/zclmoon/article/details/6215171

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转载自aoyouzi.iteye.com/blog/2289684
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