MongoDB

1109字约4分钟

数据库MongoDB

2024-11-16

MongoDB 是一种流行的NoSQL数据库，使用文档模型来存储数据。它提供了强大的查询语言和丰富的功能。

MongoDB 语法基础教程

一、基本概念

数据库：MongoDB中的数据库是一个容器，用于存储集合。
集合：集合类似于关系型数据库中的表，是文档的容器。
文档：文档是MongoDB的基本数据单元，使用类似JSON的格式（BSON）存储。

二、连接和基本操作

1. 连接到MongoDB

使用MongoDB Shell连接到MongoDB服务器：
```
mongo
```
指定数据库（如果不存在则创建）：
```
use myDatabase;
```

2. 数据库操作

查看所有数据库
```
show dbs
```
删除数据库
```
db.dropDatabase()
```

三、集合操作

1. 创建和删除集合

创建集合
```
db.createCollection("myCollection")
```
查看当前数据库中的所有集合
```
show collections
```
删除集合
```
db.myCollection.drop()
```

四、文档操作

1. 插入文档

插入单个文档

db.myCollection.insertOne({ name: "Alice", age: 25, city: "New York" })

插入多个文档

db.myCollection.insertMany([
  { name: "Bob", age: 30, city: "San Francisco" },
  { name: "Charlie", age: 35, city: "Los Angeles" }
])

2. 查询文档

查询所有文档
```
db.myCollection.find()
```

查询特定条件的文档

db.myCollection.find({ age: { $gt: 25 } })

格式化输出
```
db.myCollection.find().pretty()
```

3. 更新文档

更新单个文档

db.myCollection.updateOne(
  { name: "Alice" },
  { $set: { age: 26 } }
)

更新多个文档

db.myCollection.updateMany(
  { city: "New York" },
  { $set: { city: "NYC" } }
)

替换文档

db.myCollection.replaceOne(
  { name: "Alice" },
  { name: "Alice", age: 27, city: "Boston" }
)

4. 删除文档

删除单个文档

db.myCollection.deleteOne({ name: "Charlie" })

删除多个文档

db.myCollection.deleteMany({ age: { $lt: 30 } })

五、索引操作

创建索引

db.myCollection.createIndex({ name: 1 })

查看集合的索引
```
db.myCollection.getIndexes()
```
删除索引
```
db.myCollection.dropIndex("name_1")
```

六、聚合操作

使用聚合管道

db.myCollection.aggregate([
  { $match: { age: { $gte: 25 } } },
  { $group: { _id: "$city", total: { $sum: 1 } } }
])

七、高级查询操作

1. 数组查询

MongoDB支持对数组字段的查询操作：

// 查询包含特定元素的数组
db.myCollection.find({hobbies: "reading"})

// 查询数组长度
db.myCollection.find({"hobbies": {$size: 3}})

// 查询数组中满足条件的元素
db.myCollection.find({"scores": {$elemMatch: {$gte: 80, $lt: 90}}})

2. 正则表达式查询

// 使用正则表达式查询
db.myCollection.find({name: /alice/i})

// 使用$regex操作符
db.myCollection.find({name: {$regex: "^A"}})

3. 投影操作

// 只返回指定字段
db.myCollection.find({}, {name: 1, age: 1})

// 排除_id字段
db.myCollection.find({}, {name: 1, age: 1, _id: 0})

八、数据类型

MongoDB支持多种数据类型：

String：字符串
Integer：整数
Boolean：布尔值
Double：双精度浮点数
Arrays：数组
Object：对象
Null：空值
Timestamp：时间戳
Date：日期时间

九、复制集和分片

1. 复制集（Replica Set）

复制集是一组维护相同数据集的MongoDB实例，提供高可用性和数据冗余。

2. 分片（Sharding）

分片是MongoDB的水平扩展机制，将数据分布在多个服务器上。

十、性能优化

1. 索引优化

创建复合索引以支持复杂的查询模式
使用覆盖索引避免读取实际文档
定期重建索引以提高性能

2. 查询优化

使用explain()分析查询性能
避免在查询中使用正则表达式（除非必要）
使用limit()限制返回结果数量

3. 数据建模

根据查询模式设计文档结构
考虑嵌入式文档vs引用式文档
避免过度嵌套的文档结构

十一、备份和恢复

1. 使用mongodump备份

mongodump --db myDatabase --out /backup/

2. 使用mongorestore恢复

mongorestore --db myDatabase /backup/myDatabase/

十二、安全

1. 用户认证

// 创建用户
db.createUser({
    user: "myUser",
    pwd: "myPassword",
    roles: [{role: "readWrite", db: "myDatabase"}]
})

// 启用认证
// 在mongod.conf中设置security.authorization: enabled

2. 角色管理

MongoDB提供多种内置角色：

read：读取权限
readWrite：读写权限
dbAdmin：数据库管理权限
userAdmin：用户管理权限
clusterAdmin：集群管理权限

十三、监控和诊断

1. 数据库状态

// 查看数据库状态
db.stats()

// 查看集合状态
db.myCollection.stats()

2. 性能监控

// 查看当前操作
db.currentOp()

// 终止操作
db.killOp(opId)

十四、最佳实践

1. 设计原则

根据读写模式设计文档结构
合理使用索引避免性能问题
定期监控和优化数据库性能

2. 开发建议

使用连接池管理数据库连接
避免N+1查询问题
合理处理异常和错误

3. 运维建议

定期备份重要数据
监控数据库性能指标
及时更新MongoDB版本