文章目录
- MongoDB介绍
- 什么是MongoDB
- MongoDB技术优势
- MongoDB应用场景
- MongoDB快速开始
- linux安装MongoDB
- 启动MongoDB Server
- 关闭MongoDB服务
- Mongo shell使用
- mongo shell常用命令
- 数据库操作
- 集合操作
- 安全认证
- 创建管理员账号
- 常用权限
- 创建应用数据库用户
- Docker安装
- MongoDB工具
- 官方GUI工具——COMPASS
- GUI工具—— Robo 3T（免费）
- GUI工具——Studio 3T（收费，试用30天）
- MongoDB Database Tools
- 本专题讲解的MongoDB版本： v4.4.x
- 官方文档：https://docs.mongodb.com/v4.4/
MongoDB介绍
什么是MongoDB
MongoDB是一个文档数据库（以 JSON 为数据模型），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。
文档来自于“JSON Document”，并非我们一般理解的 PDF，WORD 文档。
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。它支持的数据结构非常松散，数据格式是BSON，一种类似JSON的二进制形式的存储格式，简称Binary JSON ，和JSON一样支持内嵌的文档对象和数组对象，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。原则上 Oracle 和 MySQL 能做的事情，MongoDB 都能做（包括 ACID 事务）。
MongoDB是一个开源OLTP数据库，它灵活的文档模型（JSON）非常适合敏捷式开发、高可用和水平扩展的大数据应用。
OLTP：on-line Transaction Processing，联机(在线)事务处理
OLAP：on-line Analytical Processing，联机(在线)分析处理
MongoDB在数据库总排名第5，仅次于Oracle、MySQL等RDBMS，在NoSQL数据库排名首位。从诞生以来，其项目应用广度、社区活跃指数持续上升。
数据库排名网站：https://db-engines.com/en/ranking
MongoDB 版本变迁
MongoDB vs 关系型数据库
概念
MongoDB概念与关系型数据库（RDBMS）非常类似：
- 数据库（database）：最外层的概念，可以理解为逻辑上的名称空间，一个数据库包含多个不同名称的集合。
- 集合（collection）：相当于SQL中的表，一个集合可以存放多个不同的文档。
- 文档（document）：一个文档相当于数据表中的一行，由多个不同的字段组成。
- 字段（field）：文档中的一个属性，等同于列（column）。
- 索引（index）：独立的检索式数据结构，与SQL概念一致。
- _id：每个文档中都拥有一个唯一的_id字段，相当于SQL中的主键（primary key）。
- 视图（view）：可以看作一种虚拟的（非真实存在的）集合，与SQL中的视图类似。从MongoDB 3.4版本开始提供了视图功能，其通过聚合管道技术实现。
- 聚合操作（$lookup）：MongoDB用于实现“类似”表连接（tablejoin）的聚合操作符。
尽管这些概念大多与SQL标准定义类似，但MongoDB与传统RDBMS仍然存在不少差异，包括：
- 半结构化，在一个集合中，文档所拥有的字段并不需要是相同的，而且也不需要对所用的字段进行声明。因此，MongoDB具有很明显的半结构化特点。除了松散的表结构，文档还可以支持多级的嵌套、数组等灵活的数据类型，非常契合面向对象的编程模型。
- 弱关系，MongoDB没有外键的约束，也没有非常强大的表连接能力。类似的功能需要使用聚合管道技术来弥补。
MongoDB技术优势
MongoDB基于灵活的JSON文档模型，非常适合敏捷式的快速开发。与此同时，其与生俱来的高可用、高水平扩展能力使得它在处理海量、高并发的数据应用时颇具优势。
- JSON 结构和对象模型接近，开发代码量低
- JSON的动态模型意味着更容易响应新的业务需求
- 复制集提供99.999%高可用
- 分片架构支持海量数据和无缝扩容
简单直观：从错综复杂的关系模型到一目了然的对象模型
快速：最简单快速的开发方式
灵活：快速响应业务变化
MongoDB优势：原生的高可用
MongoDB优势：横向扩展能力
MongoDB应用场景
从目前阿里云 MongoDB 云数据库上的用户看，MongoDB 的应用已经渗透到各个领域：
- 游戏场景，使用 MongoDB 存储游戏用户信息，用户的装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储，方便查询、更新；
- 物流场景，使用 MongoDB 存储订单信息，订单状态在运送过程中会不断更新，以MongoDB 内嵌数组的形式来存储，一次查询就能将订单所有的变更读取出来；
- 社交场景，使用 MongoDB 存储存储用户信息，以及用户发表的朋友圈信息，通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能；
- 物联网场景，使用 MongoDB 存储所有接入的智能设备信息，以及设备汇报的日志信息，并对这些信息进行多维度的分析；
- 视频直播，使用 MongoDB 存储用户信息、礼物信息等；
- 大数据应用，使用云数据库MongoDB作为大数据的云存储系统，随时进行数据提取分析，掌握行业动态。|
国内外知名互联网公司都在使用MongoDB：
如何考虑是否选择MongoDB?
没有某个业务场景必须要使用MongoDB才能解决，但使用MongoDB通常能让你以更低的成本解决问题。如果你不清楚当前业务是否适合使用MongoDB,可以通过做几道选择题来辅助决策。
只要有一项需求满足就可以考虑使用MongoDB，匹配越多，选择MongoDB越合适。
MongoDB快速开始
linux安装MongoDB
环境准备：
- linux系统： centos7
- 安装MongoDB社区版
下载MongoDB Community Server
下载地址：https://www.mongodb.com/try/download/community
#下载MongoDB
wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.9.tgz
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.9.tgz
启动MongoDB Server
#创建dbpath和logpath
mkdir -p /mongodb/data /mongodb/log
#进入mongodb目录，启动mongodb服务
bin/mongod --port=27017 --dbpath=/mongodb/data --logpath=/mongodb/log/mongodb.log \
--bind_ip=0.0.0.0 --fork
–dbpath :指定数据文件存放目录
–logpath :指定日志文件，注意是指定文件不是目录
–logappend :使用追加的方式记录日志
–port:指定端口，默认为27017
–bind_ip:默认只监听localhost网卡
–fork: 后台启动
–auth: 开启认证模式
添加环境变量
修改/etc/profile，添加环境变量,方便执行MongoDB命令
export MONGODB_HOME=/usr/local/soft/mongodb
PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin
然后执行source /etc/profile 重新加载环境变量
利用配置文件启动服务
编辑/mongodb/conf/mongo.conf文件，内容如下：
systemLog:
destination: file
path: /mongodb/log/mongod.log # log path
logAppend: true
storage:
dbPath: /mongodb/data # data directory
engine: wiredTiger #存储引擎
journal: #是否启用journal日志
enabled: true
net:
bindIp: 0.0.0.0
port: 27017 # port
processManagement:
fork: true
注意：一定要yaml格式
启动mongod
mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf
-f 选项表示将使用配置文件启动mongodb
关闭MongoDB服务
方式1：
mongod --port=27017 --dbpath=/mongodb/data --shutdown
方式2：
进入mongo shell
use admin
db.shutdownServer()
Mongo shell使用
mongo是MongoDB的交互式JavaScript Shell界面，它为系统管理员提供了强大的界面，并为开发人员提供了直接测试数据库查询和操作的方法。
bin/mongo --port=27017
bin/mongo localhost:27017
–port:指定端口，默认为27017
–host:连接的主机地址，默认127.0.0.1
JavaScript支持
mongo shell是基于JavaScript语法的，MongoDB使用了SpiderMonkey作为其内部的JavaScript解释器引擎，这是由Mozilla官方提供的JavaScript内核解释器，该解释器也被同样用于大名鼎鼎的Firefox浏览器产品之中。SpiderMonkey对ECMA Script标准兼容性非常好，可以支持ECMA Script 6。可以通过下面的命令检查JavaScript解释器的版本：
mongo shell常用命令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| show dbs | show databases | 显示数据库列表 |
| use 数据库名 | 切换数据库，如果不存在创建数据库 |
| db.dropDatabase() | 删除数据库 |
| show collections | show tables | 显示当前数据库的集合列表 |
| db.集合名.stats() | 查看集合详情 |
| db.集合名.drop() | 删除集合 |
| show users | 显示当前数据库的用户列表 |
| show roles | 显示当前数据库的角色列表 |
| show profile | 显示最近发生的操作 |
| load(“xxx.js”) | 执行一个JavaScript脚本文件 |
| exit | quit() | 退出当前shell |
| help | 查看mongodb支持哪些命令 |
| db.help() | 查询当前数据库支持的方法 |
| db.集合名.help() | 显示集合的帮助信息 |
| db.version() | 查看数据库版本 |
数据库操作
#查看所有库
show dbs
# 切换到指定数据库，不存在则创建
use test
# 删除当前数据库
db.dropDatabase()
集合操作
#查看集合
show collections
#创建集合
db.createCollection("emp")
#删除集合
db.emp.drop()
创建集合语法
db.createCollection(name, options)
options参数
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| capped | 布尔 | （可选）如果为true，则创建固定集合。固定集合是指有着固定大小的集合，当达到最大值时，它会自动覆盖最早的文档。 |
| size | 数值 | （可选）为固定集合指定一个最大值（以字节计）。 如果 capped 为 true，也需要指定该字段。 |
| max | 数值 | （可选）指定固定集合中包含文档的最大数量。 |
注意： 当集合不存在时，向集合中插入文档也会创建集合
安全认证
创建管理员账号
# 设置管理员用户名密码需要切换到admin库
use admin
#创建管理员
db.createUser({user:"fox",pwd:"fox",roles:["root"]})
# 查看当前数据库所有用户信息
show users
#显示可设置权限
show roles
#显示所有用户
db.system.users.find()
常用权限
| 权限名 | 描述 |
|---|---|
| read | 允许用户读取指定数据库 |
| readWrite | 允许用户读写指定数据库 |
| dbAdmin | 允许用户在指定数据库中执行管理函数，如索引创建、删除，查看统计或访问system.profile |
| dbOwner | 允许用户在指定数据库中执行任意操作，增、删、改、查等 |
| userAdmin | 允许用户向system.users集合写入，可以在指定数据库里创建、删除和管理用户 |
| clusterAdmin | 只在admin数据库中可用，赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限 |
| readAnyDatabase | 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限 |
| readWriteAnyDatabase | 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限 |
| userAdminAnyDatabase | 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限 |
| dbAdminAnyDatabase | 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限 |
| root | 只在admin数据库中可用。超级账号，超级权限 |
重新赋予用户操作权限
db.grantRolesToUser( "fox" , [
{ role: "clusterAdmin", db: "admin" } ,
{ role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin"},
{ role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin"},
{ role: "readWriteAnyDatabase", db: "admin"}
])
删除用户
db.dropUser("fox")
#删除当前数据库所有用户
db.dropAllUser()
用户认证，返回1表示认证成功
创建应用数据库用户
use appdb
db.createUser({user:"appdb",pwd:"fox",roles:["dbOwner"]})
默认情况下，MongoDB不会启用鉴权，以鉴权模式启动MongoDB
mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf --auth
启用鉴权之后，连接MongoDB的相关操作都需要提供身份认证。
mongo 192.168.65.174:27017 -u fox -p fox --authenticationDatabase=admin
Docker安装
https://hub.docker.com/_/mongo?tab=description&page=3
#拉取mongo镜像
docker pull mongo:4.4.10
#运行mongo镜像
docker run --name mongo-server -p 29017:27017 \
-e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=fox \
-e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=fox \
-d mongo:4.4.10 --wiredTigerCacheSizeGB 1
默认情况下，Mongo会将wiredTigerCacheSizeGB设置为与主机总内存成比例的值，而不考虑你可能对容器施加的内存限制。
MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME和MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD都存在就会启用身份认证（mongod --auth）
#进入容器
docker exec -it mongo-server bash
#进入Mongo shell
mongo -u fox -p fox
#创建用户，赋予test库的操作权限
>use test
>db.createUser({user:"dcl",pwd:"123456",roles:["readWrite"]})
进入mongo shell
#远程连接
mongo 192.168.65.97:29017 -u dcl -p 123456
dcl用户只具备test库的readWrite权限
MongoDB工具
官方GUI工具——COMPASS
MongoDB图形化管理工具(GUI)，能够帮助您在不需要知道MongoDB查询语法的前提下，便利地分析和理解您的数据库模式,并且帮助您可视化地构建查询。
下载地址：https://www.mongodb.com/zh-cn/products/compass
GUI工具—— Robo 3T（免费）
下载地址：https://robomongo.org/
GUI工具——Studio 3T（收费，试用30天）
下载地址：https://studio3t.com/download/
MongoDB Database Tools
下载地址：https://www.mongodb.com/try/download/database-tools
| 文件名称 | 作用 |
|---|---|
| mongostat | 数据库性能监控工具 |
| mongotop | 热点表监控工具 |
| mongodump | 数据库逻辑备份工具 |
| mongorestore | 数据库逻辑恢复工具 |
| mongoexport | 数据导出工具 |
| mongoimport | 数据导入工具 |
| bsondump | BSON格式转换工具 |
| mongofiles | GridFS文件工具 |
