這里是閱讀了《MongoDB權(quán)威指南》后做的相關(guān)筆記。

一梧油、文檔

文檔是MongoDB的核心概念苫耸。文檔就是鍵值對(duì)的一個(gè)有序集合。在JS中儡陨，文檔被表示為對(duì)象：

{"greeting" : "Hello, world!"}
或
{"greeting" : "Hello, world!", "foo" : 3}

文檔的鍵是字符串褪子。除了少數(shù)例外情況，鍵可以使用任意UTF-8字符骗村。

• 鍵不能含有\0（空字符）嫌褪。這個(gè)字符用于表示鍵的結(jié)尾。
• .和$具有特殊意義胚股，只能在特定環(huán)境下使用笼痛。
• MongoDB不但區(qū)分類型，而且區(qū)分大小寫。下面兩個(gè)文旦是不同的：

{"foo" : 3}
{"foo" : "3"}

下面兩個(gè)文檔也是不同的：

{"foo" : 3}
{"Foo" : 3}

• 文檔不能有重復(fù)的鍵缨伊。而且文檔中的鍵值對(duì)是有序的摘刑。下面兩個(gè)文檔是不同的：

{"x" : 1, "y" : 2}
{"y" : 2, "x" : 1}

二、集合

集合就是一組文檔倘核。

2.1 動(dòng)態(tài)模式

集合是動(dòng)態(tài)的泣侮，也就是說(shuō)即彪，一個(gè)集合里的文檔可以是各式各樣的紧唱。如下面的文檔可以同時(shí)存在于同一個(gè)集合中。

{"greeting" : "Hello, world!"}
{"foo" : 5}

2.2 命名

集合使用名稱進(jìn)行標(biāo)識(shí)隶校。集合名可以是滿足下列條件的任意UTF-8字符串漏益。

• 集合名不能是空字符串（""）。
• 集合名不能包含\0字符串（空字符）深胳，這個(gè)字符表示集合名的結(jié)束绰疤。
• 集合名不能以"system."開頭，這是為系統(tǒng)集合保留的前綴舞终。如轻庆，system.users集合保存著數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶信息，而system.namespaces集合保存著所有數(shù)據(jù)庫(kù)集合的信息敛劝。
• 用戶創(chuàng)建的集合不能在集合名中包含保留字符'$'余爆。因?yàn)槟承┫到y(tǒng)生成的集合中包含它。

子集合
組織集合的一種管理是使用"."分隔不同命名空間的子集合夸盟。如蛾方，一個(gè)具有博客功能的應(yīng)用可能包含兩個(gè)集合，分別是blog.posts上陕、blog.authors桩砰。這是為了使組織結(jié)構(gòu)更清晰，這里的blog集合跟其子集合沒有任何關(guān)系释簿。

三亚隅、 數(shù)據(jù)庫(kù)

在MongoDB中，多個(gè)文檔年組成集合庶溶，而多個(gè)集合可以組成數(shù)據(jù)庫(kù)煮纵。數(shù)據(jù)庫(kù)通過名稱來(lái)標(biāo)識(shí)，這點(diǎn)與集合類似渐尿。數(shù)據(jù)庫(kù)名可以是滿足以下條件的任意UTF-8字符串醉途。

• 不能是空字符串（""）
• 不得含有/、\砖茸、.隘擎、"、*凉夯、<货葬、>采幌、:、|震桶、?休傍、$(一個(gè)空格)、\0（空字符）蹲姐∧ト。基本上，只能使用ASCII中的字母和數(shù)字柴墩。
• 數(shù)據(jù)庫(kù)名區(qū)分大小寫忙厌，即便是在不區(qū)分大小寫的文件系統(tǒng)中也是如此。簡(jiǎn)單起見江咳，數(shù)據(jù)庫(kù)名應(yīng)全部小寫逢净。
• 數(shù)據(jù)庫(kù)名最多64字節(jié)。

注意：數(shù)據(jù)庫(kù)最終會(huì)變成文件系統(tǒng)里的文件歼指，而數(shù)據(jù)庫(kù)名就是相應(yīng)的文件名爹土。另外有一些數(shù)據(jù)庫(kù)名是保留的，可以直接訪問這些有特殊語(yǔ)義的數(shù)據(jù)庫(kù)踩身。

• admin
  從身份驗(yàn)證的角度來(lái)講胀茵，這是"root"數(shù)據(jù)庫(kù)。如果將一個(gè)用戶添加到admin數(shù)據(jù)庫(kù)惰赋，這個(gè)用戶將自動(dòng)獲得所有數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)限宰掉。再者，一些特定的服務(wù)器端命令也只能從admin數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行赁濒，如列出所有數(shù)據(jù)庫(kù)或關(guān)閉服務(wù)器轨奄。

• local
  這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)永遠(yuǎn)都不可以復(fù)制，且一臺(tái)服務(wù)器上的所有本地集合都可以存儲(chǔ)在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中拒炎。

• config
MongoDB用于分片設(shè)置時(shí)挪拟，分片信息會(huì)存儲(chǔ)在config數(shù)據(jù)庫(kù)中。

四击你、MongoDB簡(jiǎn)介

4.1 shell 中的基本操作

4.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)查看

db //表示查看當(dāng)前使用的是哪個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)
show dbs //查看所有的數(shù)據(jù)庫(kù)
use test //更換數(shù)據(jù)庫(kù)為test

4.1.2 創(chuàng)建

1

2

4.1.3 讀取

這里可以使用方法find和findOne查詢集合里的文檔椎例。若只想查看一個(gè)文檔挨决，可用findOne。

3

4.1.4 更新

使用update修改博客文章福压。其接受（至少）兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)是限定條件（用于匹配待更新的文檔）掏秩，第二個(gè)是新的文檔。現(xiàn)在如果我們要為先前寫的文章增加評(píng)論功能荆姆，就需要增加一個(gè)新的鍵蒙幻，用于保存評(píng)論數(shù)組。

4

4.1.5 刪除

使用remove方法可將文檔從數(shù)據(jù)庫(kù)中永久刪除。如果沒有使用任何參數(shù)彤蔽，它會(huì)將集合內(nèi)的所有文檔全部刪除摧莽。接受一個(gè)作為限定條件的文檔作為參數(shù)。

5

五顿痪、數(shù)據(jù)類型

5.1 基本數(shù)據(jù)類型

在概念上镊辕，MongoDB的文檔與JS中的對(duì)象相近，因而可認(rèn)為它類似于JSON蚁袭。JSON是一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)表示方式：其規(guī)范僅用一段文字就能描述清楚征懈，且僅包含六種數(shù)據(jù)類型。這其中只有null揩悄、布爾卖哎、數(shù)字、字符串、數(shù)組和對(duì)象這幾種數(shù)據(jù)類型棉饶，所以JSON的表達(dá)能力有一定的局限厦章。如JSON沒有日期類型。只有一種數(shù)字類型照藻，無(wú)法區(qū)分浮點(diǎn)數(shù)和整數(shù)袜啃，更別說(shuō)區(qū)分32位和64位數(shù)字了⌒衣疲基于此原因群发，MongoDB在保留JSON基本鍵值對(duì)的基礎(chǔ)上，添加了其他一些數(shù)據(jù)類型发乔。

• null

null用于表示空值或者不存在的字段：

{"x" : null}

• 布爾值
  布爾類型有兩個(gè)值true和false：

{"x" : true}

• 數(shù)值
  shell默認(rèn)使用64位浮點(diǎn)數(shù)值熟妓。

{"x" : 3.14}
{"x" : 3}

對(duì)于整型值，可使用NumberInt類（表示四字節(jié)帶符號(hào)整數(shù)）或NumberLong類（表示八字節(jié)帶符號(hào)整數(shù)）栏尚，分別舉例如下：

{"x" : NumberInt("3")}
{"x" : NumberLong("3")}

• 字符串
  UTF-8字符串都可表示為字符串類型的數(shù)據(jù)

{"x" : "foobar"}

• 日期
  日期被存儲(chǔ)為自新紀(jì)元來(lái)經(jīng)過的毫秒數(shù)起愈，不存儲(chǔ)時(shí)區(qū)：

{"x" : new Date()}

• 正則表達(dá)式
  查詢時(shí)，使用正則表達(dá)式作為限定條件译仗，語(yǔ)法也與JS的正則表達(dá)式語(yǔ)法相同：

{"x" : /foobar/i}

• 數(shù)組
  數(shù)據(jù)列表或數(shù)據(jù)集可以表示為數(shù)組

{"x" : ["a", "b", "c"]}

• 內(nèi)嵌文檔
  文檔可嵌套其他文檔抬虽，被嵌套的文檔作為父文檔的值

{"x" : {"foo" : "bar"}}

• 對(duì)象id
  對(duì)象id是一個(gè)12字節(jié)的ID，是文檔的唯一標(biāo)識(shí)纵菌。

{"x" : ObjectId()}

還有一些不那么常用阐污，但可能有需要的類型，包括下面這些咱圆。

• 二進(jìn)制數(shù)據(jù)
  二進(jìn)制數(shù)據(jù)是一個(gè)任意字節(jié)的字符串笛辟。它不能直接在shell中使用。如果要將非UTF-8字符保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中序苏，二進(jìn)制數(shù)據(jù)是唯一的方式手幢。

• 代碼
  查詢和文檔中可以包括任意JS代碼

{"x" : function(){/*...*/}}

5.2 日期

在JS中，Date類型可以用作MongoDB的日期類型杠览。創(chuàng)建日期對(duì)象時(shí)弯菊，應(yīng)使用new Date(...)，而非Date(...)踱阿。如果將構(gòu)造函數(shù)作為函數(shù)進(jìn)行調(diào)用（即不包括new的方式）管钳，返回的是日期的字符串表示，而非日期（Date）對(duì)象软舌。shell根據(jù)本地時(shí)區(qū)設(shè)置顯示日期對(duì)象才漆。然而，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的日期僅為新紀(jì)元以來(lái)的毫秒數(shù)佛点，并未存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的時(shí)區(qū)醇滥。（當(dāng)然黎比，可將時(shí)區(qū)信息存儲(chǔ)為另一個(gè)鍵的值）。

5.3 數(shù)組

數(shù)組是一組值鸳玩，它既能作為有序?qū)ο螅ㄈ缌斜碓某妗；蜿?duì)列）不跟，也能作為無(wú)無(wú)序?qū)ο螅ㄈ鐢?shù)據(jù)集）來(lái)操作颓帝。在下面的文檔中，"things"這個(gè)鍵的值是一個(gè)數(shù)組：

{"things" : ["pie", 3.14]}

此例表示窝革，數(shù)組可包含不同數(shù)據(jù)類型的元素（在此购城，是一個(gè)字符串和一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)）。實(shí)際上虐译，常規(guī)的鍵值對(duì)支持的所有值都可以作為數(shù)組的值瘪板，數(shù)組中甚至可以嵌套數(shù)組。

文檔中的數(shù)組有個(gè)奇妙的特性漆诽，就是MongoDB能理解其結(jié)構(gòu)侮攀，并知道如何深入數(shù)組內(nèi)部對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行操作。這樣就能使用數(shù)組內(nèi)容對(duì)數(shù)組進(jìn)行查詢和構(gòu)建索引了拴泌。如之前的例子中魏身，可以查詢出"things"數(shù)組中包含3.14這個(gè)元素的所有文檔。還可以使用原子更新對(duì)數(shù)組內(nèi)容進(jìn)行修改蚪腐，這在后面講解。

5.4 內(nèi)嵌文檔

文檔可以作為鍵的值税朴，這樣的文檔就是內(nèi)嵌文檔回季。如用一個(gè)文檔來(lái)表示一個(gè)人，同時(shí)還要保存他的地址正林，可以將地址信息保存在內(nèi)嵌的“address”文檔中：

{
  "name" : "Tom",
  "address" : {
    "street" : "123 Park Street",
    "city" : "Anytown",
    "state" : "NY"
  }
}

同數(shù)組一樣泡一，MongoDB能夠理解內(nèi)嵌文檔的結(jié)構(gòu)， 并能深入其中構(gòu)建索引觅廓，執(zhí)行查詢或更新鼻忠。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，這個(gè)例子中的文檔一般會(huì)被拆分成兩個(gè)表中的兩個(gè)行（"people"和"address"各一行）杈绸。而MongoDB中直接將地址文檔嵌入到人員文檔中帖蔓。這樣做的壞處就是會(huì)導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)重復(fù)。假設(shè)"address"是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)獨(dú)立的表瞳脓，我們需要修正地址中的錯(cuò)誤塑娇。當(dāng)我們對(duì)"people"和"address"執(zhí)行連續(xù)操作時(shí)，使用這個(gè)地址的每個(gè)人的信息都會(huì)得到更新劫侧。但是在MongoDB中埋酬，則需要對(duì)每個(gè)人的文檔分別修正拼寫錯(cuò)誤哨啃。

5.5 _id 和 ObjectId

在MongoDB中存儲(chǔ)的文檔必須有一個(gè)"_id"鍵。這個(gè)鍵的值可以是任何類型的写妥，默認(rèn)是個(gè)ObjectId對(duì)象拳球。在一個(gè)集合里面，每個(gè)文檔都有唯一的"_id"珍特，確保集合里面每個(gè)文檔都能被唯一標(biāo)識(shí)醇坝。如果有兩個(gè)集合的話，兩個(gè)集合可以都有一個(gè)"_id"的值為123（一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中集合名不能重復(fù)）次坡，但是每個(gè)集合里面只能有一個(gè)文檔的"_id"值為123呼猪。

5.5.1 ObjectId

ObjectId是"_id"的默認(rèn)類型。它設(shè)計(jì)成輕量型的砸琅，不同的機(jī)器都能用全局唯一的同一種方法方便的生成它宋距。這是MongoDB不采用其他比較常規(guī)的做法（比如自動(dòng)增加的主鍵）的主要原因，因?yàn)樵诙鄠€(gè)服務(wù)器上同步自動(dòng)增加主鍵既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力症脂。

ObjectId使用十二字節(jié)的存儲(chǔ)空間谚赎，是一個(gè)由二十四個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字組成的字符串（每個(gè)字節(jié)可以存儲(chǔ)兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字）。如果快速連續(xù)創(chuàng)建多個(gè)ObjectId诱篷，會(huì)發(fā)現(xiàn)每次只有最護(hù)幾位數(shù)字有變化壶唤。另外，中間的幾位數(shù)字也會(huì)變化（要是在創(chuàng)建的過程中停頓幾秒）棕所。這是ObjectId的創(chuàng)建方式導(dǎo)致的闸盔。其十二字節(jié)按照如下方式生成：

6

• 時(shí)間戳，與隨后的五字節(jié)組合起來(lái)针贬，提供了秒級(jí)別的唯一性击费。
• 由于時(shí)間戳在前，這意味著ObjectId大致會(huì)按照插入的順序排列桦他。但是不是絕對(duì)的蔫巩。
• 這四字節(jié)也隱含了文檔創(chuàng)建的事件。絕大多數(shù)驅(qū)動(dòng)程序都會(huì)提供一個(gè)方法快压，用于從ObjectId獲取這些信息圆仔。

用戶不必?fù)?dān)心多服務(wù)器時(shí)鐘同步的問題，因?yàn)闀r(shí)間戳的實(shí)際值并不重要嗓节，只要它總是不停增加就好了（每秒一次）荧缘。接下來(lái)的三字節(jié)是所在主機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)。通常是機(jī)器主機(jī)名的散列值拦宣。這樣就可以確保不同主機(jī)生成不同的ObjectId截粗，不產(chǎn)生沖突信姓。為了確保在同一臺(tái)機(jī)器上并發(fā)的多個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生的ObjectId是唯一的，接下來(lái)的兩字節(jié)來(lái)自產(chǎn)生ObjectId的進(jìn)程的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符（PID）绸罗。

前九字節(jié)保證了同一秒鐘不同機(jī)器不同進(jìn)程產(chǎn)生的ObjectId是唯一的意推。最后三字節(jié)是一個(gè)自動(dòng)增加的計(jì)數(shù)器，確保相同進(jìn)程同一秒產(chǎn)生的ObjectId也是不一樣的珊蟀。一秒鐘最多允許每個(gè)進(jìn)程擁有2563個(gè)不同的ObjectId菊值。

5.5.2 自動(dòng)生成 _id

在創(chuàng)建文檔的時(shí)候，如果文檔沒有插入"_id"鍵育灸，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)腻窒。

六、使用 MongoDB shell

在之前已經(jīng)講過磅崭，可以使用命令mongo 127.0.0.1:12345/test連接相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)儿子。而同時(shí)我們啟動(dòng)MongoDB的時(shí)候不連接到任何MongoDB有時(shí)也很方便。通過--nodb參數(shù)啟動(dòng)shell砸喻，啟動(dòng)時(shí)就不會(huì)連接到任何數(shù)據(jù)庫(kù)：mongo --nodb柔逼。啟動(dòng)之后，在需要時(shí)運(yùn)行new Mongo(hostname)命令就可以連接到想要的MongoDB了：

> conn = new Mongo("some-host:12345")
connection to some-host:12345
> db = conn.getDB("test")
test

6.1 shell 小貼士

可以使用help命令查看相關(guān)幫助割岛，可以通過db.help()查看數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)別的幫助愉适，使用db.test.help()查看集合級(jí)別的幫助。如果想知道一個(gè)函數(shù)是做什么用的癣漆，可以直接在shell輸入函數(shù)名（函數(shù)名后面不要加小括號(hào)即可）维咸，這樣就可以看到相應(yīng)函數(shù)的JS實(shí)現(xiàn)代碼。

> db.test.update

6.2 使用shell 執(zhí)行腳本

我們?cè)?code>MongoDB中可以直接執(zhí)行相關(guān)的JS腳本扑媚，比如現(xiàn)在給出一個(gè)腳本script1.js（這里只是給出了一個(gè)腳本文件腰湾，其實(shí)可以同時(shí)給出多個(gè)腳本文件）。其內(nèi)容如下：

print("Hello World");

執(zhí)行時(shí)疆股，首先啟動(dòng)MongoDB，然后使用命令

sudo bin/mongo 127.0.0.1:27017/test script1.js

執(zhí)行倒槐。

7

8

在腳本中可以訪問db變量人弓，以及其他全局變量。然而着逐，shell輔助函數(shù)（如"use db"）不可以在文件中使用崔赌。這些輔助函數(shù)都有對(duì)應(yīng)的JS函數(shù)意蛀，如表所示：

可以使用腳本將變量注入到shell。例如健芭，下面的腳本對(duì)于本書的復(fù)制和分片部分內(nèi)容非常有用县钥。這個(gè)腳本定義了一個(gè)connectTo()函數(shù)，它連接到指定端口處的一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)慈迈，并且將db指向這個(gè)連接若贮。
defineConnectTo.js

var connectTo = function(port, dbname){
    if(!port){
        port = 27017;
    }
    if(!dbname){
        dbname = "test";
    }
    db = connect("localhost:" + port + "/" + dbname);
    return db;
};

如果在shell中加載這個(gè)腳本，connectTo函數(shù)就可以使用了痒留。

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除了添加輔助函數(shù)谴麦，還可以使用腳本將通用的任務(wù)和管理活動(dòng)自動(dòng)化。默認(rèn)情況下伸头，shell會(huì)在運(yùn)行shell時(shí)所處的目錄中查找腳本（可以使用run("pwd")命令查看）匾效。如果腳本不在當(dāng)前目錄中，可以為shell指定一個(gè)相對(duì)路徑或者絕對(duì)路徑熊锭。如可以使用load("/usr/yj-software/my-mongodb/defineConnectTo.js")來(lái)加載defineConnectTo.js弧轧。注意，load函數(shù)無(wú)法解析~符號(hào)碗殷。也可以在shell中使用run()函數(shù)來(lái)執(zhí)行命令行程序精绎。可以在函數(shù)參數(shù)列表中指定程序所需的參數(shù)：

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