目录
一、理论
1.MongoDB文档管理
2.MongoDB索引管理
二、实验
1.MongoDB文档管理
2.MongoDB索引管理（索引添加与删除）
3.MongoDB索引管理（全文索引）
4.MongoDB索引管理（多列索引）
5.MongoDB索引管理（ttl索引）
三、问题
1.查询执行情况报错
2.创建索引失败
3.find查询报错
一、理论
1.MongoDB文档管理
（1）数据类型
表1 数据类型
| Type | 描述 |
|---|---|
| ObjectID | 用于存储文档的ID,相当于主键，区分文档的唯一字段，mongoDB中就是一个对象的返回值 |
| String | 字符串是最常用的数据类型，MongoDB中的字符串必须是UTF-8编码。 |
| Integer | 整数类型用于存储数值。整数可以是32位，也可以是64位，这取决于你的服务器。 |
| Double | 双精度类型用于存储浮点值,mongodb中没有float浮点数这个说法 |
| Boolean | 布尔类型用于存储布尔值(true/ false) |
| Arrays | 将数组、列表或多个值存储到一个键，[] |
| Timestamp | 时间戳，用于记录文档何时被修改或创建。Date()，Timestamp()，ISODate() |
| Object | 用于嵌入文档, 相当于子属性是另一个json文档而已，这种方式就可以实现嵌套。 [] |
| Null | 空值,相当于 python的None |
| Symbol | 与字符串用法相同，常用于某些使用特殊符号的语言，二进制 |
| Date | 用于以UNIX时间格式存储当前日期或时间。 |
| Binary data | 二进制数据，常用于保存文件的内容，往往是图片，数据本身。 |
| Code | 用于将JavaScript代码存储到文档中 |
| Regular expression | 正则表达式 |
（2）条件运算符（查询器）
①比较运算
表2 比较运算
| 操作 | 格式 | 语法例子 | SQL中的类似语句 |
| 等于 | {<key>:<val>} {<key>:{$eq:<val>}} | db.集合.find({"name":"xiaoming"}) | where name = 'xiaoming' |
| 小于 | {<key>:{$lt:<val>}} | db.集合.find({"age":{$lt:17}}) | where age < 17 |
| 小于或等于 | {<key>:{$lte:<val>}} | db.集合.find({"age":{$lte:17}}) | where age <= 17 |
| 大于 | {<key>:{$gt:<val>}} | db.集合.find({"age":{$gt:17}}) | where age > 17 |
| 大于或等于 | {<key>:{$gte:<val>}} | db.集合.find({"age":{$gte:17}}) | where age >= 17 |
| 不等于 | {<key>:{$ne:<val>}} | db.集合.find({"age":{$ne:17}}) | where age != 17 |
| 包含 | {<key>:{$in:[<val>...]}} | db.集合.find({"age":{$in:[1,2,3]}}) | where age in (1,2,3) |
②逻辑运算
表3 逻辑运算
| 操作 | 语法 | 语法例子 |
$and | {<key>:<val>,<key>:<val>,...} {$and: [{key:{$运算符:<val>}},....]} | db.集合.find({key1:value1, key2:value2}) |
| $or | {$or: [{<key>: {$运算符:<val>}}, ....]} | db.集合.find({$or: [{key1: value1}, {key2:value2}]}) |
$and和$or | `{<key>:<val>, $or: [{<key>: {<$运算符>:<val>}},...]}`<br>`{$and:[{$or:[{<key>:{<$运算符>:<val>}},..]},$or:[{<key>:{<$运算符>:<val>}},..]}]}` | db.集合.find({key1:value1, $or: [{key1: value1}, {key2:value2}]}) |
| $not | {<key>:{$not:{<$运算符>:<val>}}} | `$not`操作符不支持``$regex`正则表达式操作 |
③其他运算符
表4 其他运算符
| 操作 | 格式 | 法例子 | 说明 |
| $type | {<key>:{$type: <datetype>}} | db.集合.find({"name":{$type:'string'}}) | 匹配指定键是指定数据类型的文档 number 数值型 string 字符串 bool 布尔类型 object json文档对象类型 array 数组类型 |
$exists | {<key>:{$exists:<bool>} | db.集合.find({"title":{$exists:true}}) | 匹配具有指定键的文档，存在指定字段的文档 |
| $regex | `{ <key>:/模式/<修正符>}`<br>`{<key>:{$regex:/模式/<修正符>}}` | db.集合.find({"name":{$regex:/张$/}}) | 按正则匹配 |
| $mod | {<key>: {$mod: [除数, 余数]}} | db.集合.find({"age":{$mod:[10,0]}}) | 算数运算，取模，语法中举例是age除以10==0 |
（3） update更新运算符（修改器）
表5 update更新运算符
| 操作 | 语法 | 说明 |
$inc | db.集合.update({<key1>:<val1>},{$inc:{<key2>:<val2>}}) | 更新key1=val1的文档中key2的值为val2，类似python的递增递减<br>递减，则`{ $inc:{<key2>:-<val2>} }` |
$set | db.集合.update({<key1>:<val>}, {$set:{<key2>:<val2>}}) | 更新key1=val1的文档中key2的值为val2，如果key2不存在则新增对应键值对 |
$unset | db.集合.update({<key1>:<val>}, {$unset:{<key2>:<val2>}}) | 移除key1=val1的文档中key2=val2这个键值对 |
$push | db.集合.update({<key1>:<val>}, {$push:{<key2>:<val2>}}) | 给key1=val1的文档中key2列表增加1个数组成员val2。<br>key2必须是数组。 |
| $pull | db.集合.update({<key1>:<val>}, {$pull:{<key2>:<val2>}}) | 与push相反，给key1=val1的文档中key2列表删除1个指定成员val2 |
$pop | db.集合.update({<key1>:<val>}, {$pop:{<key2>:<val2>}}) | 给key1=val1的文档中key2列表移除第一个或最后一个成员。 val2只能是1(最后面)或-1(最前面)，与python相反 |
2.MongoDB索引管理
（1）stage的扫描类型
表6 stage的扫描类型
| 类型名称 | 描述 | 期望 |
| COLLSCAN | 全表扫描 | False |
| IXSCAN | 索引扫描 | True |
| FETCH | 根据索引去检索指定document | True |
| IDHACK | 针对_id进行查询 | True |
| COUNTSCAN | count不使用Index进行count时返回 | False |
| COUNT_SCAN | count使用了Index进行count时返回 | True |
| SUBPLA | 未使用到索引的$or查询时返回 | False |
| TEXT | 使用全文索引进行查询时返回 | - |
| SORT | 使用sort排序但是无index时返回 | False |
| SKIP | 使用skip跳过但是无index时返回 | False |
| PROJECTION | 使用limit限定结果但是无index时返回 | False |
（2）注意事项
1） MongoDB的索引是存储在运行内存(RAM)中的，所以必须确保索引的大小不超过内存的限制。
如果索引的大小超过了运行内存的限制，MongoDB会删除一些索引，这将导致性能下降。
2） MongoDB的索引在部分查询条件下是不会生效的。
- 正则表达式及非操作符，如 `$nin`,`$not` , 等。
- 算术运算符，如 $mod, 等。
- $where自定义查询函数。
- ...
3）索引会在写入数据（添加、更新和删除）时重排，如果项目如果是写多读少，则建议少使用或者不要使用索引。
4） 一个集合中索引数量不能超过64个。
5） 索引名的长度不能超过128个字符。
6） 一个复合索引最多可以有31个字段。
7） mongodb索引统一在`system.indexes`集合中管理。这个集合只能通过`createIndex`和`dropIndexes`来操作。二、实验
1.MongoDB文档管理
(1)排序
(2)regex 正则匹配
(3)取年龄
(4)前5个和第6个开始
db.user_list.find({},{"_id":0,"name":1,"age":1}).sort({"age":1}).limit(5);
(5)查询所有数据
(6)laoli 减去2岁
db.user_list.updateMany({name:"laoli"},{$inc:{age:-2}})
(7)xiaoming都改为20岁
db.user_list.updateMany({name:"xiaoming"},{$set:{age:20}})
(8)xiaoming都增加2岁
> db.user_list.updateMany({name:"xiaoming"},{$inc:{age:2}})
(9)删除所有有手机号的
db.user_list.updateMany({name:"xiaoming",mobile:{exists:true}},{$unset:{mobile:true}})
(10)往列表属性中追加成员
db.user_list.update({"name":"laoli"},{$push:{"lve":"code"}}); 
(11)删除列表成员
db.user_list.update({"name":"laoli"},{$pull:{"lve":"TV"}});
(12)$addToSet 结合 $each 把一个数组中每一个成员添加到数组中
db.user_list.update({"name":"laoli"},{$addToSet:{"lve":{$each:["run","swim","ball"]}}});
(13)左边移除列表的第一个成员
db.user_list.update({"name":"laoli"},{$pop:{"lve":-1}}); 
(14)右边移除列表的最后一个成员
db.user_list.update({"name":"laoli"},{$pop:{"lve":1}});
(15)$rename 字段名重命名
db.user_list.update({"name":"laoli"},{$rename:{"lve":"love"}});
2.MongoDB索引管理（索引添加与删除）
(1)获取当前集合中已经创建的索引总大小，以字节为单位返回结果
(2)获取当前数据库中所有的索引(不会显示_id主键)
(3)查询MongoDB
(4)查询1条数据，准备用user_id做 索引
(5)新增索引
(6)查看是否走索引
> db.orders.find({user_id:10}).count()
200
> db.orders.find({user_id:101}).count()
200
> db.orders.find({user_id:101}).explain("executionStats");
(7)倒叙查询，显示先查询（104M数据）再索引
(8)索引迭代2个版本
(9)3微秒执行402次
(10)执行完成
(11)准备选取2个做索引
(12)创建索引
(13)查看索引数量（第一个为默认的主键索引，第二个为单字段普通索引，第三个为多字段索引）
(14)走了索引
db.orders.find({"date":"2020-09-01"}).explain("executionStats");
(15)还是走了索引（只要有1个满足就会走索引）
db.orders.find({"date":"2020-09-01","onumber":"0000000000001007"}).explain("executionStats");
(16)没条件满足会走全表扫描
db.orders.find({"title":"购买商品-1007","onumber":"0000000000001007"}).explain("executionStats");
(17)删除单字段索引
(18)删除多字段索引
> db.orders.dropIndex("user_id_1")
{ "nIndexesWas" : 3, "ok" : 1 }
> db.orders.getIndexes()
(19)全表扫描
> db.orders.find({"date":"2020-04-17","title":"赠送礼品-10"});
> db.orders.find({"date":"2020-09-01","title":"赠送礼品-10"}).explain("executionStats");
(20)添加多字段索引，查询为索引扫描
> db.orders.createIndex({"date":1,"user_id":1});
> db.orders.find({"date":"2020-09-01","title":"赠送礼品-10"}).explain("executionStats");
3.MongoDB索引管理（全文索引）
(1)默认支持英文
(2)查询基本使用，命中全文索引
db.orders.find({$text:{$search:"商品-19"}}).explain("executionStats")
(3)还有倒序步骤
4.MongoDB索引管理（多列索引）
（1)创建测试数据
(2)添加唯一索引
db.orders.createIndex({"onumber":1},{unique:true});
(3)查看索引
db.orders.getIndexes()
(4)获取索引大小（包含全文和唯一索引）
db.orders.totalIndexSize()
(5)索引扫描
db.orders.find({"onumber":"0000000000001019"}).explain("executionStats")
(6)创建doc表并查询索引
（7）删除后变成全表扫描
(7)删除orders表全文索引查看大小
(8)已命中
(9)删除索引
> db.orders.dropIndexes("onumber_1")
> db.orders.getIndexes()
5.MongoDB索引管理（ttl索引）
(1)在文档创建10秒后删除文档
(2)插入显示已被删除
(3)删除索引
(4)新建索引
(5)都已删除
三、问题
1.查询执行情况报错
（1）问题
（2）语法错误
语法错误修改命令
（3）解决方法
修改命令
2.创建索引失败
（1）问题
（2）原因分析
语法错误
（3）解决方法
修改命令
3.find查询报错
（1）报错
（2）原因分析
语法错误
（3）解决方法
修改命令
