MongoDB 介绍

MongoDB 是一个基于分布式 文件存储的NoSQL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。

同时 MongoDB 的特点如下:

  • 模式自由 :可以把不同结构的文档存储在同一个数据库里
  • 面向集合的存储：适合存储 JSON风格文件的形式，
  • 完整的索引支持：对任何属性可索引，
  • 复制和高可用性：**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。复制的主要目的是提供冗余及自动故障转移。
  • 自动分片：支持云级别的伸缩性：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。
  • 丰富的查询：支持丰富的查询表达方式，查询指令使用JSON形式的标记，可轻易查询文档中的内嵌的对象及数组。
  • 快速就地更新：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。
  • 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）。

同时 MangoDB 适用于如下的场景

  • 网站数据：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。
  • 缓存：由于性能很高，也适合作为信息基础设施的缓存层。在系统重启之后，搭建的持久化缓存可以避免下层的数据源过载。
  • 大尺寸、低价值的数据：使用传统的关系数据库存储一些数据时可能会比较贵，在此之前，很多程序员往往会选择传统的文件进行存储。
  • 高伸缩性的场景：非常适合由数十或者数百台服务器组成的数据库。
  • 用于对象及JSON数据的存储：MongoDB的BSON数据格式非常适合文档格式化的存储及查询。(比如可以存储聊天消息)

MongoDB 是一个文档型的数据库,数据以类似于 JSON 文档的形式存储,使用了 集合(Collections 来组织文档 Documents , 每一个文档都是由键值对的方式组成的),各种概念如下:

  • 数据库 存储数据的容器,类似于关系型数据库中的数据库
  • 集合 数据库中的一个集合,类似于关系数据库中的表
  • 文档 集合中的一个数据记录,类似于关系型数据库中的行,使用 BSON 的格式进行存储 MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成，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 基础

MongoDB 部署

所有中间件或者数据库统一都使用 Docker 容器部署,便于管理

# 拉取最新的 mongoDB 镜像
sudo docker pull mongo 

# 启动 mongoDB 容器
sudo docker run -p 27017:27017 \   
-v /home/loser/data/mongo/data:/data/db \
--name my-mongo \
-d mongo

在容器中可以使用 mongosh 命令启动 mongoDB 的命令行

MongoDB 基本使用

基本概念

MongoDB中的各种基本概念:

  • database --> 数据库

  • connection --> 相当于数据库表

  • document --> 相当于数据库表中的一条记录

  • column --> 数据字段/域

  • index --> 字段索引???

  • BSON: Binary JSON , 是 MongoDB 用于存储和传输二进制形式的 JSON

  • 主键 --> mongoDB提供了 key 为 _id

MongoDB中的数据类型:

  • String
  • Integer
  • Boolean
  • Double
  • Min/Max keys
  • Array
  • Timestamp
  • Object: 用于内嵌文档(实现多表关系)
  • Null
  • Sysmbol
  • Date
  • Object ID: 对象 ID,用于创建文档的 ID
  • Code: 代码类型,用于存储js代码
  • Regular expression: 正则表达式类型

用户管理

  • 连接到 mongoDB , 使用 mongosh 连接到 MongoDB 服务器:
mongosh --host <hostname> --port <port>
  • 切换到目标数据库
use <database_name>
  • 创建用户(感觉 mongoDB中的命令类似于编程语言)
db.createUser({
  user: "testuser",
  pwd: "password123",
  # 表示赋予用户在某一个数据库的读写权限
  roles: [
    { role: "readWrite", db: "<database_name>" },
    { role: "dbAdmin", db: "<database_name>" }
  ]
})
  • 验证用户
db.auth("testUser" , "123456")
  • 使用用户身份登录
mongosh --host <hostname> --port <port> -u "testUser" -p <port> "password123" --authenticationDatabase "<database_name>"

MongoDB 连接

  • url写法如下,感觉和 mysql 差不多
mongodb://[username:password@]host1[:port1][,...hostN[:portN]][/[defaultauthdb][?options]]
  • example:
mongodb://username:password@localhost:27017/mydatabase?authSource=admin&ssl=true

CURD

数据库操作
创建数据库

使用 use 命令,如果一个数据库不存在,那么就会创建者一个数据库,创建数据库的语法如下:

use DATABASE_NAME
查看数据库

查看数据库列表,使用 show dbs 命令

show dbs

查看当前数据库

db
删除数据库

使用 db.dropDatabase() 方法即可

use myDatabase
db.dropDatabase()
删除集合

使用如下语句删除集合

db.<collection_name>.drop()
集合操作
创建集合

MongoDB 中使用 createCollection() 来创建集合,语法格式如下:

db.createCollection(name , options)

后面的选项参考: https://www.runoob.com/mongodb/mongodb-create-collection.html

  • example:
db.createCollection("myComplexCollection", {
  capped: true,
  size: 10485760,
  max: 5000,
  validator: { $jsonSchema: {
    bsonType: "object",
    required: ["name", "email"],
    properties: {
      name: {
        bsonType: "string",
        description: "必须为字符串且为必填项"
      },
      email: {
        bsonType: "string",
        pattern: "^.+@.+$",
        description: "必须为有效的电子邮件地址"
      }
    }
  }},
  validationLevel: "strict",
  validationAction: "error",
  storageEngine: {
    wiredTiger: { configString: "block_compressor=zstd" }
  },
  collation: { locale: "en", strength: 2 }
});

注意到这里的集合类型相当于 mysql 中的表,所以这里的 validator 的作用是对于每一个字段进行操作

查看已有集合

使用如下命令查看已经有的集合

show collections
show tables

甚至在 MongoDB 中,不需要手动创建集合,在向集合中插入数据的时候 , MongoDB 会自动创建集合,插入数据的语法:

db.<collection_name>.insert({"name":"sanzhang"})
更新集合名称

更新集合名称需要 dbAdmin 或者 dbOwner 权限(这里表示使用到某一个集合的时候就需要验证用户了)

db.adminCommand({
  renameCollection: "sourceDb.sourceCollection",
  to: "targetDb.targetCollection",
  dropTarget: <boolean>
})
  • example:
runoob> db.adminCommand({
	renameCollection: "runoob.mycol",
	to: "runoob.mycoll"
})
删除集合

删除集合的命令如下:

db.<collection_name>.drop()
文档操作
插入文档
  • insertOne 向集合中插入单个文档
db.<collection_name>.insertOne(document , options)

其中 document 表示要插入的单个文档 , options 一个可选参数,可以包含 writeConcern 和 bypassDocumentValidation 等选项

  • insertMany 用于向集合中插入多个文档
db.<collection_name>.insertMany(documents , options)

example如下

runoob> db.adminCommand({
... renameCollection: "runoob.mycol",
... to: "runoob.mycoll"
... })
  • save 如果文档中包含_id 且已经存在,那么这一个文档就会被更新,如果文档不包含 _id 字段或者 _id 不存在,则会插入一个新的文档,但是已经弃用了,可以使用 db.<collection_name>.replaceOne 函数替代
  • insert 用于插入数据一条 or 多条 , 但是已经废弃了 , 可以使用到 insertOne 和 insertMany 替代
  • 同时可以进行插入的时候验证,但是需要在创建集合的指定验证方式
db.createCollection("users" , {
	validator: {
		age: {$gt: 0}	
	}
})
更新文档
  • updateOne 用于更新匹配过滤器的单个文档
db.<collection_name>.updateOne(filter , update , options)

其中 filter 表示查找文档的查询条件 , update 指定更新操作的文档或者更新操作符 , options 可选参数对象,比如 upsert , arrayFilters 等,举例如下:

db.myCollection.updateOne(
    { name: "Alice" },                // 过滤条件
    { $set: { age: 26 } },            // 更新操作
    { upsert: false }                 // 可选参数
);
  • updateMany 用于更新所有匹配过滤器的文档
db.<collection_name>.updateMany(filter , update , options)

filter 表示查询条件, update 表示指定操作的文档或者更新操作符号 , options 可选参数同上面

db.data.updateMany(
	{ age: { $lt: 30 } } ,
	{ $set: { name: "old man" } },
	{ update: false }
);
  • replaceOne 用于匹配过滤器的单个文档,新的文档将完全替换旧的文档
db.<collection_name>.replaceOne(filter , replacement , options)

filter 表示查找文件的查询条件 , replacement 表示新的文档,用于替换旧的文档 , options 表示可选的参数选项

db.data.replaceOne( { name: "old man" }, { name: "Alice", age: 100, city: "Beijing" })
  • findOneAndUpdate 表示进行查找并且更新单个文档,可以选择返回更新之前或者更新之后的文档
db.<collection_name>.findOneAndUpdate(filter , update , options)

filter 表示过滤器 , update 表示更新操作 , options 表示可选参数,比如 returnDocument(after or before)

db.data.findOneAndUpdate(
	{ name: "Alice" },
	{ $set: { age: 33 } },
	{ returnDocument: "before" }
);
删除文档
  • deleteOne 用于删除满足匹配过滤器的单个文档
db.<collection_name>.deleteOne(filter , options)

举例如下:

db.data.deleteOne({ name: "Alice" });
  • deleteMany 删除所有匹配过滤器的文档
db.collection.deleteMany(filter, options)
  • findOneAndDelete 查找并且删除单个文档,并且可以选择返回删除的文档
db.<collection_name>.findOneAndDelete(filter , options)

示例:

db.myCollection.findOneAndDelete(
    { name: "Charlie" },
    { projection: { name: 1, age: 1 } }
);

其中 projection 表示返回的字段

查询文档
  • find() 方法用于查询文档,查询文档的语句如下:
db.<collection_name>.find(query , projection)

其中 query 表示查询的条件(默认为 {} , 表示匹配所有文档) , projection 表示返回结果中包含或者排除的字段,使用实例如下:

db.data.find(
	{ age: { $gt: 25 } },
	{ name: 1 , age: 1 , _id: 0 }
);
  • pretty() 方法用于对于查询得到的数据进行格式话,语法格式如下(貌似没什么用):
db.col.find().pretty()
  • findOne() 用于查找集合中的单个文档,如果找到多个匹配的文档,只会返回第一个
db.<collection_name>.findOne(query , projection)

参数的含义同上

db.data.findOne(
	{ name: "Jerry" },
	{ name: 1 , age: 1 , _id: 0 , city: 1 }
);
高级查询方法
  1. 使用比较运算符号 ,比如 $gt , $lt , $gte , $lte , $eq , $ne 等运算符号,使用格式如下:
db.data.find( { age: { $gte: 25 } })
  1. 使用逻辑运算符号, 比如 $add , $or , $not , $nor 等,使用实例如下:
db.data.find({
$and: [
	  { age: { $gt: 25 } },
	  { name: "Jerry" }
]})
  1. 使用正则表达式 : 直接使用正则表达时就可以了
  2. 投影(也就是 select 返回的字段而已)
  3. 排序, 这里可以使用到 sort 方法对于某一个字段进行排序
db.mycollection().find().sort( { age: -1} );
  1. 限定与跳过: 使用到 skip 和 limit 方法,感觉和 Java 中的 stream 流太像了
  2. 条件的连接, 始终记住每一个参数使用 {} 包裹,并且注意到第一个参数表示条件即可,实例如下:
>db.col.find({"likes": {$gt:50}, $or: [{"by": "菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}).pretty()
{
        "_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
        "title" : "MongoDB 教程",
        "description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
        "by" : "菜鸟教程",
        "url" : "http://www.runoob.com",
        "tags" : [
                "mongodb",
                "database",
                "NoSQL"
        ],
        "likes" : 100
}

go 操作 MongoDB

这里使用到如下的第三方库:

go get go.mongodb.org/mongo-driver/mongo

不重要,直接看: https://zhuanlan.zhihu.com/p/144308830 即可