一表悬、NoSQL概述
NoSQL是Not Only SQL的縮寫胜卤，指的是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，與傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相對應(yīng)综膀，主要用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲澳迫。
與RDBMS相比，具有如下特點：
- 沒有聲明性查詢語言
- 沒有預(yù)定義模式
- 鍵值對存儲
- 最終一致性
- 非結(jié)構(gòu)化和不可預(yù)知的數(shù)據(jù)
- CAP定理
- 高性能和可伸縮性
優(yōu)點：高可擴(kuò)展性剧劝；分布式計算橄登；低成本；半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)讥此；關(guān)系簡單拢锹。
缺點：沒有標(biāo)準(zhǔn)化；查詢功能有限萄喳；最終一致性沒有ACID直觀卒稳。
二、MongoDB概述
MongoDB是一個基于分布式文件存儲的開源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)取胎，為Web應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲解決方案展哭。將數(shù)據(jù)存儲為一個文檔湃窍，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由鍵值對組成闻蛀。存儲的數(shù)據(jù)與應(yīng)用的數(shù)據(jù)，在格式上（JSON）高度一致您市。
主要特點：
- 面向文檔存儲觉痛，操作簡單
- 可以設(shè)置任何屬性的索引
- 支持豐富的查詢表達(dá)式
- 允許在服務(wù)端執(zhí)行腳本
- 支持各種編程語言
- 具有更高的擴(kuò)展性
- 可以將負(fù)載分布在各個節(jié)點
三、主要概念
1茵休、數(shù)據(jù)庫database
與RDBMS的概念相同薪棒。MongoDB的默認(rèn)數(shù)據(jù)庫為“db”手蝎，存儲在data目錄中。不同的數(shù)據(jù)庫放置在不同的文件中俐芯。
數(shù)據(jù)庫名稱的限制：
- 不能是空字符串
- 不能包含空格棵介、“.”、“/”吧史、“\”邮辽、“$”、空字符等
- 應(yīng)該全部小寫
- 最長64個字節(jié)
保留的數(shù)據(jù)庫名稱：
- admin贸营，相當(dāng)于一個root數(shù)據(jù)庫吨述，如果將用戶添加到該數(shù)據(jù)庫，那么該用戶將自動獲得所有數(shù)據(jù)庫的權(quán)限
- local钞脂，這個數(shù)據(jù)庫不會被復(fù)制揣云，可以用來存儲僅限于本地單個服務(wù)器的任意集合
- config，當(dāng)Mongo用于分片設(shè)置時冰啃，該數(shù)據(jù)庫在內(nèi)部使用邓夕，用來保存分片的相關(guān)信息
2、集合collection
相當(dāng)于RDBMS中“表”的概念亿笤。集合沒有固定的結(jié)構(gòu)翎迁，可以插入不同格式和類型的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的信息存儲在dbname.system命名空間下的特殊集合中净薛。
集合名稱的限制：
- 不能是空字符串
- 不能包含空字符汪榔，空字符表示集合名的結(jié)尾
- 不能以system開頭，屬于系統(tǒng)保留的前綴
- 不能包含保留字符
3肃拜、文檔document
相當(dāng)于RDBMS中“行”的概念痴腌。MongoDB的文檔不需要設(shè)置相同的字段，并且相同字段不需要相同的數(shù)據(jù)類型燃领。文檔的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用BSON格式士聪，和JSON基本相同，BSON是一種類json的二進(jìn)制形式的存儲格式猛蔽。
使用文檔時需要注意：
- 文檔中的鍵值對是有序的
- 文檔中的值可以是任意數(shù)據(jù)類型
- 區(qū)分類型和大小寫
- 不能有重復(fù)的鍵
- 文檔的鍵是字符串
4剥悟、字段field
相當(dāng)于RDBMS中“列”的概念。
字段的常用類型：
- String曼库，字符串類型区岗，在MongoDB中，UTF-8才是合法編碼
- Integer毁枯，整形數(shù)值
- Boolean慈缔，布爾值
- Double，雙精度浮點值
- Min/Max keys种玛，將一個值與BSON（二進(jìn)制的JSON）元素的最低值/最高值相比較
- Arrays藐鹤，將數(shù)組或列表或多個值存儲為一個鍵
- Timestamp瓤檐，時間戳，記錄文檔修改或添加的具體時間
- Object娱节，用于內(nèi)嵌文檔
- Null挠蛉，用于創(chuàng)建空值
- Symbol，符號肄满，基本等同于字符串類型
- Date碌秸，日期時間
- Object ID，用于創(chuàng)建文檔的ID
- Binary Data悄窃，用于存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)
- Code讥电，代碼類型，用于在文檔中存儲JavaScript代碼
- Regular expression轧抗，正則表達(dá)式類型恩敌，用于存儲正則表達(dá)式
5、索引index
與RDBMS的概念相同横媚。
6纠炮、主鍵primary key
自動將_id字段設(shè)置為主鍵。
7灯蝴、表連接
不支持表連接恢口，但可以通過嵌入文檔的方式實現(xiàn)。
四穷躁、用法
1耕肩、安裝
從官網(wǎng)下載并直接安裝，設(shè)置path環(huán)境變量问潭。
2猿诸、啟動
直接啟動：
mongod
指定配置文件啟動：
mongod --config /etc/mongodb.conf
3、操作數(shù)據(jù)庫
創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫：
use DATABASE_NAME
如果數(shù)據(jù)庫不存在狡忙，則創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫梳虽，否則切換到指定的數(shù)據(jù)庫。
查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫：
db
查看所有數(shù)據(jù)庫：
show dbs
刪除當(dāng)前數(shù)據(jù)庫：
db.dropDatabase()
在刪除之前應(yīng)該使用db命令查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫名灾茁，或者使用use命令切換到要刪除的數(shù)據(jù)庫窜觉。
刪除集合：
db.collection.drop()
4、操作文檔
插入：
db.COLLECTION_NAME.insert(document)
如果集合不存在北专，MongoDB會自動創(chuàng)建該集合并插入文檔禀挫。如果不指定_id字段，save方法與insert方法類似逗余。如果指定_id字段特咆，save方法會更新該_id的數(shù)據(jù)季惩。
更新：
db.COLLECTION_NAME.update(query, update, {upsert:boolean, multi:boolean, writeConcern:document})
- query录粱，更新的查詢條件腻格，相對于sql的where語句
- update，更新的對象和操作符啥繁，相對于sql的set語句
- upsert菜职，可選，如果要更新的記錄不存在旗闽，是否插入新記錄酬核，true為插入，默認(rèn)false為不插入
- multi适室，可選嫡意，默認(rèn)false為只更新第一條記錄，如果為true捣辆，則全部更新
- writeConcern蔬螟，可選，表示拋出異常的級別
通過傳入的文檔替換已有的文檔：
db.COLLECTION_NAME.save(document, {writeConcern:document})
刪除：
db.COLLECTION_NAME.remove(query, {justOne:boolean, writeConcern:document})
- query汽畴，可選旧巾，要刪除的文檔的滿足條件
- justOne，可選忍些，如果為true鲁猩，則只刪除一個文檔
- writeConcern，可選罢坝，表示拋出異常的級別
如果不包含任何參數(shù)廓握，則刪除集合中的所有文檔。建議在執(zhí)行remove操作之前嘁酿，先執(zhí)行find命令來判斷執(zhí)行條件是否正確疾棵。
查詢：
db.COLLECTION_NAME.find()
如果希望格式化查詢的結(jié)果，可以使用pretty方法：
db.COLLECTION_NAME.find().pretty()
如果希望只返回一個文檔：
db.COLLECTION_NAME.findOne()
在find方法中痹仙，傳入多個鍵值對是尔，每個鍵值對之間以逗號分隔，等價于SQL中的and條件：
db.COLLECTION_NAME.find({key1:value1, key2:value2})
在find方法中开仰，使用關(guān)鍵字$or拟枚，等價于SQL中的or條件：
db.COLLECTION_NAME.find({$or:[{key1:value1, key2:value2}]})
在MongoDB中，有四種條件操作符众弓，分別是$gt恩溅、$lt、$gte谓娃、$lte脚乡，對應(yīng)SQL中的大于、小于、大于等于和小于等于奶稠。
db.COLLECTION_NAME.find({key: {$gt : value}})
還有一個條件操作符$type俯艰，用來判斷字段的類型：
db.COLLECTION_NAME.find({key: {$type : typeid}})
使用limit方法，指定要讀取的記錄數(shù)量：
db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)
使用skip方法锌订，跳過指定數(shù)量的記錄竹握，參數(shù)默認(rèn)為0：
db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)
使用sort方法，指定排序的字段辆飘，參數(shù)為1表示升序啦辐，-1表示降序，默認(rèn)按照升序排列：
db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})
使用aggregate方法蜈项，處理數(shù)據(jù)并返回計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果：
db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)
聚合操作包括：
- $sum芹关，計算求和
- $avg，計算平均值
- $min紧卒，獲取最小值
- $max充边，獲取最大值
- $push，插入值到一個數(shù)組中
- $addToSet常侦，插入值到一個數(shù)組中浇冰，但不創(chuàng)建副本
- $first，根據(jù)排序獲取第一個文檔數(shù)據(jù)
- $last聋亡，根據(jù)排序獲取最后一個文檔數(shù)據(jù)
在MongoDB中肘习，可以使用聚合管道，將文檔在一個管道處理完畢之后把結(jié)果傳遞給下一個管道處理坡倔。
常用的管道操作：
- $project漂佩，修改輸入文檔的結(jié)構(gòu)，可以用來重命名罪塔、增加或刪除字段投蝉，也可以用來創(chuàng)建計算結(jié)果以及嵌套文檔
- $match，用于過濾數(shù)據(jù)征堪，只輸出符合條件的文檔
- $limit瘩缆，用來限制聚合管道返回的文檔數(shù)
- $skip，在聚合管道中跳過指定數(shù)量的文檔
- $unwind佃蚜，將文檔中的某一個數(shù)組類型字段拆分成多條庸娱，每條包含數(shù)組中的一個值
- $group，將集合中的文檔分組谐算，用于統(tǒng)計結(jié)果
- $sort熟尉，將輸入文檔進(jìn)行排序之后輸出
- $geoNear，輸出接近某一地理位置的有序文檔
索引是特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)洲脂，存儲在一個易于遍歷讀取的數(shù)據(jù)集合中斤儿，是對數(shù)據(jù)庫表中的若干字段的值進(jìn)行排序的一種結(jié)構(gòu)。MongoDB還提供多個可選參數(shù)，用來限定索引的規(guī)則往果。
創(chuàng)建索引：
db.COLLECTION_NAME.ensureIndex({KEY:1})
5疆液、數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)
復(fù)制：將數(shù)據(jù)同步在多個服務(wù)器的過程。提供了數(shù)據(jù)的冗余備份棚放，并在多個服務(wù)器上存儲數(shù)據(jù)副本。允許從硬件故障和服務(wù)中斷中恢復(fù)數(shù)據(jù)馅闽。復(fù)制至少需要兩個節(jié)點飘蚯，其中一個是主節(jié)點，負(fù)責(zé)處理客戶端請求福也，其余都是從節(jié)點局骤，負(fù)責(zé)復(fù)制主節(jié)點的數(shù)據(jù)。
分片：當(dāng)存儲海量數(shù)據(jù)時暴凑，一臺機(jī)器不足以存儲數(shù)據(jù)峦甩，也不足以提供可接受的讀寫量∠衷可以通過在多臺機(jī)器上分割數(shù)據(jù)凯傲，使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠存儲和處理更多的數(shù)據(jù)。Shard用于存儲實際的數(shù)據(jù)塊嗦篱，實際使用中一個shard server可以由幾臺機(jī)器組成冰单。Config server存儲整個ClusterMetadata，其中包括chunk信息灸促。Query routers前端路由诫欠，客戶端由此接入。
備份：在MongoDB中浴栽，可以使用mongodump命令來備份數(shù)據(jù)荒叼，該命令可以導(dǎo)出所有數(shù)據(jù)到指定目錄。
mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
恢復(fù)：在MongoDB中典鸡，可以使用mongorestore命令來恢復(fù)備份的數(shù)據(jù)被廓。
mongorestore -h dbhost -d dbname --directoryperdb dbdirectory
6、數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控
在安裝部署并啟動MongoDB服務(wù)后萝玷，必須了解運行情況伊者，并查看其性能。
mongostat是MongoDB自帶的狀態(tài)檢測工具间护。mongotop用來跟蹤一個MongoDB實例亦渗，查看讀寫所花費的時間。這兩個工具都位于MongoDB的安裝目錄的bin目錄下汁尺。
