目录

• MongoDB
• • 1、简介
  • 2、主要特点
  • 3、MongoDB概念解析
  • 4、MongoDB数据库
  • 5、文档（Document）
  • 6、MongoDB数据类型
  • 7、集合
  • 8、元数据

MongoDB

1、简介

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，是类似Json的Bjson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。MongoDB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，还支持为数据建立索引。它的特点是高性能、易部署、易使用、存储数据非常方便。
主要功能：

• 面向集合存储，易存储对象类型的数据。
  “面向集合”( Collenction-oriented)，意思是数据被分组，存储在数据集中，被称为一个集合。每个集合在数据库中都有一个唯一的标识名，并且可以包含无限数目的文档。集合的概念类似关系型数据库里的表，不同的是它不需要定义任何模式( Schema)。
• 模式自由
  模式自由，意味着对于存储在Mongodb数据库中的文件，我们不需要知道它的任何结构定义。如果需要的话，你完全可以把不同结构的文件存储在同一个数据库里。

2、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。

3、MongoDB概念解析

4、MongoDB数据库

（1）一个MongoDB中可以建立多个数据库，其默认数据库是"db"，存储在data目录中。
（2）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，不同的数据库放置在不同的文件中。
（3）MongoDB中有三个数据库名是保留的，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。

（4）在MongoDB数据库中创建数据库时，数据库名可以是满足一下条件的任意UFT-8字符串：

• 不能是空字符串（“”）
• 不得含有’ ‘（空格）、’.’、’$’(特殊符号)、’/’、’‘和’\0’（空字符）。
• 应全部小写
• 最多64字节

1、“show dbs”命令可以显示当前MongoDB数据库里面所有数据的列表

> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB

2、“db”命令可以显示当前数据库对象/集合(默认当前数据库对象为test)

>db
test

3、运行“use”命令，可以连接到一个指定的数据库

>use user
switched to db user
>db
user

5、文档（Document）

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。
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)。

6、MongoDB数据类型

1、ObjectId
ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：

• 前 4 个字节表示创建 unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时
• 接下来的 3 个字节是机器标识码
• 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
• 最后三个字节是随机数
  
  MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象
  由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:

> var newObject=ObjectId()
> newObject.getTimestamp()
ISODate("2021-10-12T09:53:23Z")

ObjectId 转为字符串（BSON 字符串都是 UTF-8 编码。）

> newObject.str
61655b1310fb2cb3edfb2956

2、时间戳
BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 MongoDB 内部使用，与普通的 日期 类型不相关。 时间戳值是一个 64 位的值。其中：

• 前32位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）
• 后32位是在某秒中操作的一个递增的序数

在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。
在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。（BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。）
3、日期
表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。

> var mydate1 = new Date()  //格林尼治时间
> mydate1
ISODate("2021-10-12T09:57:32.579Z")
> typeof mydate1
object

> var mydate2 = ISODate()  //格林尼治时间
> mydate2
ISODate("2021-10-12T09:59:11.475Z")
> typeof mydate1
object

这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。
返回一个时间类型的字符串：

> var mydate1str = mydate1.toString()
> mydate1str
Tue Oct 12 2021 17:57:32 GMT+0800
> typeof mydate1str
string

或者

> Date()
Tue Oct 12 2021 18:02:08 GMT+0800

7、集合

（1）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。
（2）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。
（3）当第一个文档插入时，集合就会被创建。
（4）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$。
  （5）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)。
• 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。
• Capped collections可以按照文档的插入顺序保存到集合中，而且这些文档在磁盘上存放位置也是按照插入顺序来保存的，所以当我们更新Capped collections 中文档的时候，更新后的文档不可以超过之前文档的大小，这样话就可以确保所有文档在磁盘上的位置一直保持不变。
• 由于Capped collection 是按照文档的插入顺序而不是使用索引确定插入位置，这样的话可以提高增添数据的效率。MongoDB的操作日志文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 来实现的。
• 要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。
• 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 。
• 使用 Capped Collection 不能删除一个文档，可以使用 drop() 方法删除 collection 所有的行。
• 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。

8、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:

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。