MongoDB循序渐进之[入门]

在水一万

　　   初识 MongoDB 是在2012年，接触MongoDB是源自 Nodejs ，至于是怎么接触Nodejs ，我倒是忘记了，不过应该是2012年4月份左右吧，估计是在哪个帖子里看到的然后被吸引了吧，然后就一发不可收拾。为什么接触了 Nodejs 就接触了MongoDB呢，是因为在Nodejs开发过程中好多地方都用到了MongoDB，例如Nodejs的SESSION就用到MongoDB，因为Nodejs本身的SESSION管理有问题，必须依赖第三方的数据库，但当时Nodejs在驱动方面还难以满足MySQL、SQLServer、Oracle这样的大型强事务型数据库，因为Nodejs是异步的，所以大部分人选择了当时比较流行的NoSQL数据库MongoDB，简单、高效，很容易上手，而今证明这个选择是正确的，因为很多拥有大型数据存储需求的公司都开始转向MongoDB，这得益于它的很多特性，因此在对大数据量进行才处理的时候，性能要优于其他大型的事务型数据库。其实文档型数据库发展也很快，最近几年也出来了很多，例如Cassandra、Mongodb、CouchDB、Redis、Riak、Membase、Neo4j和HBase[1]，但是MongoDB是目前来说最火的，新浪就在用。
　　   在Nodejs中使用MongoDB是很简单的一件事情，有各种各样的驱动供你选择，你不必担心事务，也不必担心有复杂的配置，双击一个批处理文件(WindowsOS)运行即可。但是既然是要学习MongoDB那我们就必须弄清楚三个问题：一、它是什么，二、它有哪些特性，三、它适用于什么环境，四、它的原理是什么，五、它未来的发展怎样。那么接下来我们就循序渐进的去了解，学习，应用，研究，并有可能改进它。
　　
　　
　　
  

一、简介：

　　官方首页有一句话：
  
MongoDB (from "humongous") is a scalable, high-performance, open source NoSQL database. Written in C++, MongoDB features:
　　   按照官方的说法，MongoDB是一种可扩展的高性能的开源的面向文档(document-oriented)的数据库，采用C++开发。注意mongo不是mango（芒果），这个词是从humongous中截取出来的，其野心不言而明，直指海量数据存储。和其他很多NoSQL不太一样，MongoDB背后有一个专门的商业公司在提供支持和推广，有点类似MySQL AB的模式。
　　前面已经说了像MySQL、SQLServer、Oracle一样MongoDB也是数据库，但是它又不同于以上三种常规的数据库，它是面向文档型的数据库，那么什么是文档呢？很明显这不是我们常见的word文档。这里说的文档，是一种可以嵌套的数据集合。从关系数据库的范式的概念来说，嵌套是明显的反范式设计。范式设计的好处是消除了依赖，但是增加了关联，查询需要通过关联两张或者多张表来获得所需要的全部数据，但是更改操作是原子的，只需要修改一个地方即可。反范式则是增加了数据冗余来提升查询性能，但更新操作可能需要更新冗余的多处数据，需要注意一致性的问题。
　　    MongoDB的面向文档采用的是BSON，一种类似JSON的格式，但是是二进制序列化的。如上面提到的blog的文章和评论，可以做如下设计：



{ 'id':1, 'author':'NinGoo', 'title':'MongoDB入门', 'content':'内容文本,
comment:[ { 'comment-author':'这是回复人1', 'comment-content':'回复内容' } ,
{ 'comment-author':'这是回复人2','comment-content':'回复内容' }
]
}
　　1. 相关数据存放在一起，针对性的查询可以消除join，性能比分散存储要高且方便。
2. 整个结构清晰自解析。所有字段名和值都存储，所以不需要提前设计结构，key的名字和数目可以任意指定，也就是所谓的schema-free。
3. 由于字段名在每一行每一列都需要重复存在，会带来一些额外的存储消耗，这在海量数据及字段较多的时候也需要考虑。
4. 一个document的长度有限，1.7.2之前是4MB，目前是8MB，以后可能增长到32MB。如果有更大的数据，可以使用MongoDB底层的GridFS直接作为文件存储。
5. 如果需要查找某个评论者的所有评论，则相对困难。当然，MongoDB支持任意key的索引，这也不是什么大问题。
   像上面的一个结构，为一个文档（document），相当于关系数据库中的一行记录，多个文档组成一个集合（collection），相当于关系数据库的表。多个集合（collection），逻辑上组织在一起，就是数据库（database），一个MongoDB实例支持多个数据库（database）。
   大部分的NoSQL产品，为追求性能，一致性等，一般只能支持简单的基于row-key的单条或者范围查询，但是MongoDB可以针对任意列的key创建索引，甚至是内嵌文档里的key，从支持的查询的灵活性上来看，更接近传统的关系数据库，同时还能在性能上向NoSQL看齐，加上支持复制，自动分片和Map/Reduce等功能，非常的吸引眼球，正在成为一款热门的海量存储产品。其背后的商业支持公司10gen，也正在不遗余力的推广，前不久还在北京专门组织了一场技术交流会。在其首页列举的典型客户里，包括foursquare，sourceforge，github等知名互联网公司和应用，当然，也包括淘宝网。
　　

二、安装试用：

　　Windows平台：
　　1.去MongoDB downloads page下载最新版本的压缩包
　　2.解压压缩包到任意位置，例如mongodb-win32-i386-2.2.1.zip
　　3.把路径加入到环境变量，例如D:\mongodb-win32-i386-2.2.1\bin
　　4.打开CMD，运行下面一个简单的命令就启动了服务，默认端口27707

mongo --dbpath d:\test\mongodb\data
　　5.测试一下，运行以下命令

> db.test.save( { a: 1 } )
> db.test.find()
　　当然了，如果觉着这样麻烦也可以把MongoDB做成系统服务：
　　1.给MongoDB做一个配置文件，包含MongoDB的各种参数

logpath=C:\mongodb\log\mongo.log > C:\mongodb\mongod.cfg
　　2.安装为系统服务

--config C:\mongodb\mongod.cfg --install
　　3.控制MongoDB服务

net start MongoDB  启动
net stop MongoDB   停止
　　4.移除服务

C:\mongodb\bin\mongod.exe --remove
　　    当然，服务的启动、关闭，和自启动是否，禁用是否等可以在Windows系统的服务管理工具里面配置。
　　   MongoDB在Windows有三个版本：MongoDB for Windows Server 2008 R2 edition、MongoDB for Windows 64-bit、MongoDB for Windows 32-bit，安装方法大同小异，只是在Windows32位平台下MongoDB的数据库最大不能超过2G。
　　
　　Linux平台以CentOS为例
　　1.配置YUM
　　32位平台

[10gen]
name=10gen Repository
baseurl=http://downloads-distro.mongodb.org/repo/redhat/os/x86_64
gpgcheck=0
enabled=1
　　64位平台

[10gen]
name=10gen Repository
baseurl=http://downloads-distro.mongodb.org/repo/redhat/os/i686
gpgcheck=0
enabled=1
　　2.安装包

yum install mongo-10gen mongo-10gen-server
　　3.配置MongoDB
　　/etc/mongod.conf
　　4.控制MongoDB服务

service mongod start   启动
chkconfig mongod on    跟随系统启动
service mongod stop    停止
service mongod restart 重启
　　5.测试一下
　　使用mongo命令进入MongoDB环境，然后运行：

> db.test.save( { a: 1 } )
> db.test.find()
　　

三、小试牛刀：

　　   如果你按照上面的例子成功安装了MongoDB的话那我们接下来就可以小试牛刀了，
　　例如你可以这样来保存一个用户：



>db.users.insert( { _id : "alex", name: { first:"Alex", last:"Benisson" }, karma : 1.0 } )
　　也可以像这样来查询一个帖子:



> db.posts.findOne( { _id : ObjectId("4e77bb3b8a3e000000004f7a") } );
　　   是不是很Happy？没有复杂的SQL脚本，也没有麻烦的表关联，很带劲。
　　如果没有安装好，那你稍后再慢慢捣鼓，不过这不意味着你就玩不了MongoDB，官方很人性化的提供了一个在线试用的平台：http://www.mongodb.org/downloads# 在这里你可以使用MongoDB的所有命令来试用，Very exciting。

　　

四、总结：

　　一句话：NoSQL数据库是未来的一种发展需求和趋势，但是不能替代传统的关系型数据库，只是技术需求发展到一定程度的补充。
　　两句话：NoSQL数据库有很多，但目前MongoDB是做的比较好的，值得学习。
　　三句话：本人是个技术宅，对这种将要改变某些事情的技术比较感兴趣。
　　
　　

五、文章相关：

　　注解：
　　[1]八种主流NoSQL数据库系统对比
　　http://database.iyunv.com/art/201109/293029.htm
　　
　　参考文档：
　　淘宝网高级数据库专家宁海元白话MongoDB系列文章
　　http://www.ningoo.net/html/2011/mongodb_in_a_nutshell_1.html
　　更详细的安装过程
　　http://cn.docs.mongodb.org/manual/installation/
　　更多NoSQL数据库
　　http://nosql-database.org/