NOSQL数据库之MongoDB

一、NoSQL概述

如今，大多数的计算机系统（包括服务器、PC、移动设备等）都会产生庞大的数据量。其实，早在2012年的时候，全世界每天产生的数据量就达到了2.5EB（艾字节，

NoSQL是一项全新的数据库革命性运动，虽然它的历史可以追溯到1998年，但是NoSQL真正深入人心并得到广泛的应用是在进入大数据时候以后，业界普遍认为NoSQL是更适合大数据存储的技术方案，这才使得NoSQL的发展达到了前所未有的高度。2012年《纽约时报》的一篇专栏中写到，大数据时代已经降临，在商业、经济及其他领域中，决策将不再基于经验和直觉而是基于数据和分析而作出。事实上，在天文学、气象学、基因组学、生物学、社会学、互联网搜索引擎、金融、医疗、社交网络、电子商务等诸多领域，由于数据过于密集和庞大，在数据的分析和处理上也遇到了前所未有的限制和阻碍，这一切都使得对大数据处理技术的研究被提升到了新的高度，也使得各种NoSQL的技术方案进入到了公众的视野。

NoSQL数据库按照其存储类型可以大致分为以下几类：

类型	部分代表	特点
列族数据库	HBase<br>Cassandra<br>Hypertable	顾名思义是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据，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I/O优势，适合于批量数据处理和即时查询。
文档数据库	MongoDB<br>CouchDB<br>ElasticSearch	文档数据库一般用类JSON格式存储数据，存储的内容是文档型的。这样也就有机会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能，但不提供对参照完整性和分布事务的支持。
KV数据库	DynamoDB<br>Redis<br>LevelDB	可以通过key快速查询到其value，有基于内存和基于磁盘两种实现方案。
图数据库	Neo4J<br>FlockDB<br>JanusGraph	使用图结构进行语义查询的数据库，它使用节点、边和属性来表示和存储数据。图数据库从设计上，就可以简单快速的检索难以在关系系统中建模的复杂层次结构。
对象数据库	db4o<br>Versant	通过类似面向对象语言的语法操作数据库，通过对象的方式存取数据。

Redis：https://www.cnblogs.com/zhangyafei/p/10138629.html

二、MongoDB简介

MongoDB是2009年问世的一个面向文档的数据库管理系统，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。虽然在划分类别的时候后，MongoDB被认为是NoSQL的产品，但是它更像一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，在非关系数据库中它功能最丰富，最像关系数据库。

MongoDB将数据存储为一个文档，一个文档由一系列的“键值对”组成，其文档类似于JSON对象，但是MongoDB对JSON进行了二进制处理（能够更快的定位key和value），因此其文档的存储格式称为BSON。关于JSON和BSON的差别大家可以看看MongoDB官方网站的文章《JSON and BSON》。

目前，MongoDB已经提供了对Windows、MacOS、Linux、Solaris等多个平台的支持，而且也提供了多种开发语言的驱动程序，Python当然是其中之一。

2.1 MongoDB的安装和配置

可以从MongoDB的官方下载链接下载MongoDB，官方为Windows系统提供了一个Installer程序，而Linux和MacOS则提供了压缩文件。下面简单说一下Linux系统如何安装和配置MongoDB。

官网：https://www.mongodb.com/download-center/community

windows

下载安装包直接安装

centos：

# 官网：https://www.mongodb.com/download-center/community
wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.3.tgz
tar -xvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.3.tgz
mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.3 mongodb
mkdir data
touch dblogs
vi /etc/profile
export PATH=$PATH:/usr/local/mongodb/bin
source /etc/profile
# 参数启动
mongod --dbpath=/usr/local/mongodb/data/ --logpath=/usr/local/mongodb/dblogs --fork  # 后台启动
# 配置文件启动
vi mongodb.conf
port=27017 #端口
dbpath=/usr/local/mongodb/data #数据库存文件存放目录 
logpath=/usr/local/mongodb/dblogs  #日志文件存放路径 
fork=true #以守护进程的方式运行，创建服务器进程
bind_ip=0.0.0.0
auth=true
mongod --config mongodb.conf

windows远程连接

C:\Users\fei>mongo --host 182.254.179.186
MongoDB shell version v3.6.5
connecting to: mongodb://182.254.179.186:27017/
MongoDB server version: 4.2.3
WARNING: shell and server versions do not match
Server has startup warnings:
2020-02-14T13:04:58.978+0800 I  STORAGE  [initandlisten]
2020-02-14T13:04:58.978+0800 I  STORAGE  [initandlisten] ** WARNING: Using the X
FS filesystem is strongly recommended with the WiredTiger storage engine
2020-02-14T13:04:58.978+0800 I  STORAGE  [initandlisten] **          See http://
dochub.mongodb.org/core/prodnotes-filesystem
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten]
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: Access cont
rol is not enabled for the database.
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] **          Read and wr
ite access to data and configuration is unrestricted.
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: You are run
ning this process as the root user, which is not recommended.
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten]
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten]
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: /sys/kernel
/mm/transparent_hugepage/enabled is 'always'.
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] **        We suggest se
tting it to 'never'
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten]
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: /sys/kernel
/mm/transparent_hugepage/defrag is 'always'.
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] **        We suggest se
tting it to 'never'
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten]
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: soft rlimit
s too low. rlimits set to 7282 processes, 100001 files. Number of processes shou
ld be at least 50000.5 : 0.5 times number of files.
2020-02-14T13:05:01.297+0800 I  CONTROL  [initandlisten]
> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB

三、MongoDB基本概念及增删改查

我们通过与关系型数据库进行对照的方式来说明MongoDB中的一些概念。

SQL	MongoDB	解释（SQL/MongoDB）
database	database	数据库/数据库
table	collection	二维表/集合
row	document	记录（行）/文档
column	field	字段（列）/域
index	index	索引/索引
table joins	---	表连接/嵌套文档
primary key	primary key	主键/主键（`_id`字段）