MongoDB的基础概念

北风留影

　　MongoDB基础知识
什么是MongoDB ?
　　MongoDB 是由C++语言编写的，是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。
　　在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。
　　MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
　　MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 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。
主要特点

• 　　MongoDB 是一个面向文档存储的数据库，操作起来比较简单和容易。
  
• 　　你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如：FirstName="Sameer",Address="8 Gandhi Road")来实现更快的排序。
  
• 　　你可以通过本地或者网络创建数据镜像，这使得MongoDB有更强的扩展性。
  
• 　　如果负载的增加（需要更多的存储空间和更强的处理能力） ，它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。
  
• 　　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。
  
• 　　MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档（数据）或者一些指定的数据字段 。
  
• 　　Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。
  
• 　　Map和Reduce。Map函数调用emit(key,value)遍历集合中所有的记录，将key与value传给Reduce函数进行处理。
  
• 　　Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的，并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。
  
• 　　GridFS是MongoDB中的一个内置功能，可以用于存放大量小文件。
  
• 　　MongoDB允许在服务端执行脚本，可以用Javascript编写某个函数，直接在服务端执行，也可以把函数的定义存储在服务端，下次直接调用即可。
  
• 　　MongoDB支持各种编程语言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。
  
• 　　MongoDB安装简单。
  

MongoDB 下载
　　https://www.mongodb.com/download-center#community
MongoDB 概念解析

　　通过下图实例，我们也可以更直观的了解Mongo中的一些概念：

数据库
　　一个mongodb中可以建立多个数据库。
　　MongoDB的默认数据库为"db"，该数据库存储在data目录中。
　　MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。
　　"show dbs" 命令可以显示所有数据的列表。
$ ./mongoMongoDB shell version: 3.0.6connecting to: test> show dbslocal  0.078GBtest   0.078GB>　　执行 "db" 命令可以显示当前数据库对象或集合。
$ ./mongoMongoDB shell version: 3.0.6connecting to: test> db　　test>
　　运行"use"命令，可以连接到一个指定的数据库。
> use localswitched to db local> dblocal>　　以上实例命令中，"local" 是你要链接的数据库。
　　在下一个章节我们将详细讲解MongoDB中命令的使用。
　　数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。

• 　　不能是空字符串（"")。
  
• 　　不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
  
• 　　应全部小写。
  
• 　　最多64字节。
  

　　有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。

• 　　admin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
  
• 　　local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
  
• 　　config: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。
  

文档
　　文档是一组键值(key-value)对(即BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是 MongoDB 非常突出的特点。
　　一个简单的文档例子如下：
{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鸟教程"}　　下表列出了 RDBMS 与 MongoDB 对应的术语：

　　需要注意的是：

• 　　文档中的键/值对是有序的。
  
• 　　文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
  
• 　　MongoDB区分类型和大小写。
  
• 　　MongoDB的文档不能有重复的键。
  
• 　　文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。
  

　　文档键命名规范：

• 　　键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
  
• 　　.和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
  
• 　　以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。
  

集合
　　集合就是 MongoDB 文档组，类似于 RDBMS （关系数据库管理系统：Relational Database Management System)中的表格。
　　集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。
　　比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：
{"site":"www.baidu.com"}{"site":"www.google.com","name":"Google"}{"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程","num":5}　　当第一个文档插入时，集合就会被创建。
合法的集合名

• 　　集合名不能是空字符串""。
  
• 　　集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
  
• 　　集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
  
• 　　用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。　
  

　　如下实例：
db.col.findOne()capped collections
　　Capped collections 就是固定大小的collection。
　　它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 "RRD" 概念类似。
　　Capped collections是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能 和标准的collection不同，你必须要显式的创建一个capped collection， 指定一个collection的大小，单位是字节。collection的数据存储空间值提前分配的。
　　要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。
db.createCollection("mycoll", {capped:true,>

• 　　在capped collection中，你能添加新的对象。
  
• 　　能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
  
• 　　数据库不允许进行删除。使用drop()方法删除collection所有的行。
  
• 　　注意: 删除之后，你必须显式的重新创建这个collection。
  
• 　　在32bit机器中，capped collection最大存储为1e9( 1X109)个字节。
  

元数据
　　数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：
dbname.system.*　　在MongoDB数据库中名字空间 .system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection)，如下:
集合命名空间描述dbname.system.namespaces列出所有名字空间。dbname.system.indexes列出所有索引。dbname.system.profile包含数据库概要(profile)信息。dbname.system.users列出所有可访问数据库的用户。dbname.local.sources包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。　　对于修改系统集合中的对象有如下限制。
　　在{{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。
　　{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。
MongoDB 数据类型
　　下表为MongoDB中常用的几种数据类型。
数据类型描述String字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中，UTF-8 编码的字符串才是合法的。Integer整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器，可分为 32 位或 64 位。Boolean布尔值。用于存储布尔值（真/假）。Double双精度浮点值。用于存储浮点值。Min/Max keys将一个值与 BSON（二进制的 JSON）元素的最低值和最高值相对比。Array用于将数组或列表或多个值存储为一个键。Timestamp时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。Object用于内嵌文档。Null用于创建空值。Symbol符号。该数据类型基本上等同于字符串类型，但不同的是，它一般用于采用特殊符号类型的语言。Date日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间：创建 Date 对象，传入年月日信息。Object>