什么是MongoDB ?

MongoDB 是由C++语言编写的，是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。

在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。

MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档，数组及文档数组。

主要特点

• MongoDB的提供了一个面向文档存储，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="Ning",Address="Beijing")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。

下载安装配置启动连接

官网：https://www.mongodb.com/download-center#community

curl -O https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-3.0.6.tgz    # 下载
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-3.0.6.tgz                              # 解压
mv  mongodb-linux-x86_64-3.0.6/ /usr/local/mongodb                    # 将解压包拷贝到指定目录

export PATH=<mongodb-install-directory>/bin:$PATH      #<mongodb-install-directory> 为Mongo的安装路径，如本文的 /usr/local/mongodb
mkdir -p /data/db      #创建数据库目录(启动指定--dbpath)

配置文件

suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$ cat /usr/local/etc/mongod.conf
systemLog:
  destination: file
  path: /usr/local/var/log/mongodb/mongo.log
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /usr/local/var/mongodb
net:
  bindIp: 127.0.0.1
  port: 11811
suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$

启动

$ ./mongod
$ ./mongod --dbpath=/data/db --rest
# 默认端口为：27017
# MongoDB 提供了简单的 HTTP 用户界面。 如果你想启用该功能，需要在启动的时候指定参数 --rest
# MongoDB 的 Web 界面访问端口比服务的端口多1000。如果你的MongoDB运行端口使用默认的27017，你可以在端口号为28017访问web用户界面，即地址为：http://localhost:28017

连接

$ sudo mongo
$ sudo mongo --port 11811
$ sudo mongo -u root -p pwd 127.0.0.1:11811/test

安全验证

创建管理员

>
> use admin
switched to db admin
> db
admin
> db.createUser({user:‘suoning‘,pwd:‘123456‘,roles:[{role:‘userAdminAnyDatabase‘,db:‘admin‘}]})
Successfully added user: {
    "user" : "suoning",
    "roles" : [
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}
> exit
bye

修改配置文件

版本区别与更多配置：https://docs.mongodb.com/manual/administration/configuration/

suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$ cat /usr/local/etc/mongod.conf
systemLog:
  destination: file
  path: /usr/local/var/log/mongodb/mongo.log
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /usr/local/var/mongodb
net:
  bindIp: 127.0.0.1
  port: 11811
security:
   authorization: enabled
suoningdeMacBook-Pro:~ suoning$ 

重启验证

>
> show dbs
2017-04-25T08:41:50.126+0800 E QUERY    [thread1] Error: listDatabases failed:{
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "not authorized on admin to execute command { listDatabases: 1.0 }",
    "code" : 13,
    "codeName" : "Unauthorized"
} :
[email protected]/mongo/shell/utils.js:25:13
[email protected]/mongo/shell/mongo.js:62:1
[email protected]/mongo/shell/utils.js:761:19
[email protected]/mongo/shell/utils.js:651:15
@(shellhelp2):1:1
>
> use admin
switched to db admin
> db.auth(‘suoning‘,‘123456‘)
1
> show dbs
admin  0.000GB
local  0.000GB
>

创建普通用户

> use admin
switched to db admin
> db.auth(‘suoning‘,‘123456‘)
1
>
> use mydb
switched to db mydb
> db.createUser({user:‘nick‘,pwd:‘123456‘,roles:[{role:‘readWrite‘,db:‘mydb‘}]})
Successfully added user: {
    "user" : "nick",
    "roles" : [
        {
            "role" : "readWrite",
            "db" : "mydb"
        }
    ]
}
>
> db.auth(‘nick‘,‘123456‘)
1
>

删除用户

> db.dropUser("nick")
true

查看所有存在用户

> use admin
switched to db admin
> db.auth(‘suoning‘,‘123456‘)
1
> db.system.users.find()
{ "_id" : "admin.suoning", "user" : "suoning", "db" : "admin", "credentials" : { "SCRAM-SHA-1" : { "iterationCount" : 10000, "salt" : "XXW+MD0TENKSkzk0bM2EGw==", "storedKey" : "iIuv5DpGOksvaFpFOSnAIRSwh+w=", "serverKey" : "ZGA7/Lkjv+RJX3fNANQN9hgBUwY=" } }, "roles" : [ { "role" : "userAdminAnyDatabase", "db" : "admin" } ] }
{ "_id" : "mydb.nick", "user" : "nick", "db" : "mydb", "credentials" : { "SCRAM-SHA-1" : { "iterationCount" : 10000, "salt" : "j71pQs/OR1eRtRa1IT80+w==", "storedKey" : "5hkHmU+FwdENDgGjV0wIbmTAOrQ=", "serverKey" : "Qs+c0gfGNUpwD/ZKgeOackzwNxI=" } }, "roles" : [ { "role" : "readWrite", "db" : "mydb" } ] }
> 

总结：

• 创建超级管理员需要未开启权限模式的情况下执行;
• 如果 MongoDB 开启了权限模式，并且某一个数据库没有任何用户时，在不验证权限的情况下，可以创建一个用户，当继续创建第二个用户时，会返回错误，若想继续创建用户则必须登录;
• 用户只能在用户所在数据库登录，管理员需要通过admin认证后才能管理其他数据库。

数据库角色

1. 内建的角色
2. 数据库用户角色：read、readWrite;
3. 数据库管理角色：dbAdmin、dbOwner、userAdmin；
4. 集群管理角色：clusterAdmin、clusterManager、clusterMonitor、hostManager；
5. 备份恢复角色：backup、restore；
6. 所有数据库角色：readAnyDatabase、readWriteAnyDatabase、userAdminAnyDatabase、dbAdminAnyDatabase
7. 超级用户角色：root // 这里还有几个角色间接或直接提供了系统超级用户的访问（dbOwner 、userAdmin、userAdminAnyDatabase）
8. 内部角色：__system

角色说明：
Read：允许用户读取指定数据库
readWrite：允许用户读写指定数据库
dbAdmin：允许用户在指定数据库中执行管理函数，如索引创建、删除，查看统计或访问system.profile
userAdmin：允许用户向system.users集合写入，可以找指定数据库里创建、删除和管理用户
clusterAdmin：只在admin数据库中可用，赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限。
readAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限
readWriteAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限
userAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限
dbAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限。
root：只在admin数据库中可用。超级账号，超级权限

数据类型

库与表操作

创建库与表

> show dbs
admin  0.000GB
local  0.000GB
>
> use mydb
switched to db mydb
> db
mydb
>
> db.mydb.insert({"name":"Nick","age":18})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
>
> show dbs
admin  0.000GB
local  0.000GB
mydb   0.000GB
>
> show tables;
mydb
>

删除库

> db.dropUser("nick")
true
>
> db.createUser({user:‘nick‘,pwd:‘123456‘,roles:[{role:‘dbAdmin‘,db:‘mydb‘}]})
Successfully added user: {
    "user" : "nick",
    "roles" : [
        {
            "role" : "dbAdmin",
            "db" : "mydb"
        }
    ]
}
>
> db.auth("nick","123456")
1
>
> use mydb
switched to db mydb
> db
mydb
>
> show dbs;
admin  0.000GB
local  0.000GB
mydb   0.000GB
>
> db.dropDatabase()
{ "dropped" : "mydb", "ok" : 1 }
>
> show dbs;
admin  0.000GB
local  0.000GB
> 

删除表

> db;
mydb
> show tables;
mydb
>
> db.mydb.drop();
true
> show tables;
> 

文档操作

增

使用 insert() 或 save() 方法向集合中插入文档，语法如下：

db.COLLECTION_NAME.insert(document)

创建读写用户：

> db.createUser({user:‘ning‘,pwd:‘123456‘,roles:[{role:‘readWrite‘,db:‘mydb‘}]})
Successfully added user: {
    "user" : "ning",
    "roles" : [
        {
            "role" : "readWrite",
            "db" : "mydb"
        }
    ]
}
>
> db.auth(‘ning‘,‘123456‘)
1
>

插入数据：

>
> db.user.insert({‘name‘:‘nick‘,‘age‘:18,‘girlfriend‘:[‘jenny‘,‘coco‘,‘julia‘]})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
>
> show tables
user
>

>
> vb = ({‘sex‘:‘man‘});
{ "sex" : "man" }
> db.user.insert(vb);
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
>

插入文档你也可以使用 db.col.save(document) 命令。如果不指定 _id 字段 save() 方法类似于 insert() 方法。如果指定 _id 字段，则会更新该 _id 的数据。

删

remove() 方法的基本语法格式如下所示：

db.collection.remove(
   <query>,
   <justOne>
)

# MongoDB 是 2.6 版本以后的，语法格式如下：
db.collection.remove(
   <query>,
   {
     justOne: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   }
)

# 参数说明：
query :（可选）删除的文档的条件。
justOne : （可选）如果设为 true 或 1，则只删除一个文档。
writeConcern :（可选）抛出异常的级别。

删除数据：

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 18, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58fef9165b9ea92ab29fbd4c"), "sex" : "man" }
>
> db.user.remove({‘sex‘:‘man‘})
WriteResult({ "nRemoved" : 1 })
>
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 18, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
>

删除第一条找到的记录可以设置 justOne 为 1：

>db.COLLECTION_NAME.remove(DELETION_CRITERIA,1)

删除所有数据：

>db.col.remove({})
>db.col.find()
>

改

# 只更新一条
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 21, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 21 }
>
> db.user.update({‘age‘:21},{$set:{‘age‘:22}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
>
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 22, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 21 }
> 

# 更新多条
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 21, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 21 }
>
> db.user.update({‘age‘:21},{$set:{‘age‘:22}},{multi:true})
WriteResult({ "nMatched" : 2, "nUpserted" : 0, "nModified" : 2 })
>
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 22, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
{ "_id" : ObjectId("58feffe55b9ea92ab29fbd4d"), "name" : "jenny", "age" : 22 }
>

save() 方法通过传入的文档来替换已有文档。语法格式如下：

db.collection.save(
   <document>,
   {
     writeConcern: <document>
   }
)

参数说明：
document : 文档数据。
writeConcern :可选，抛出异常的级别。

> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 22, "girlfriend" : [ "jenny", "coco", "julia" ] }
>
> db.user.save({ "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"), "name" : "nick", "age" : 18, "girlfriend" : [ "jenny", "julia" ] })
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
>
> db.user.find().pretty()
{
    "_id" : ObjectId("58fef7d55b9ea92ab29fbd4b"),
    "name" : "nick",
    "age" : 18,
    "girlfriend" : [
        "jenny",
        "julia"
    ]
}
>

查

查询数据的语法格式如下：

db.mydb.find(query, projection)

query ：可选，使用查询操作符指定查询条件
projection ：可选，使用投影操作符指定返回的键。查询时返回文档中所有键值， 只需省略该参数即可（默认省略）。

pretty() 方法以格式化的方式来显示所有文档。
>db.mydb.find().pretty()

大于小于：

获取"col"集合中 "likes" 大于100，小于 200 的数据，你可以使用以下命令：

db.col.find({likes : {$lt :200, $gt : 100}}) 

and or:

and:
    >db.col.find({key1:value1, key2:value2}).pretty()
or:
    >db.col.find(
       {
          $or: [
             {key1: value1}, {key2:value2}
          ]
       }
    ).pretty()

Limit、Skip

limit()方法基本语法如下所示：

>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)

skip() 方法脚本语法格式如下：

使用skip()方法来跳过指定数量的数据，skip方法接受一个数字参数作为跳过的记录条数，默认为0。

>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)

sort

sort()方法对数据进行排序，sort()方法可以通过参数指定排序的字段，并使用 1 和 -1 来指定排序的方式，其中 1 为升序排列，而-1是用于降序排列。

>db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})

操作符 $type

获取 "col" 集合中 title 为 String 的数据:

db.col.find({"title" : {$type : 2}})

对应匹配类型：

索引

使用 ensureIndex() 方法来创建索引，语法如下：

>db.COLLECTION_NAME.ensureIndex({KEY:1})

语法中 Key 值为你要创建的索引字段，1为指定按升序创建索引，如果你想按降序来创建索引指定为-1即可

复合索引
db.col.ensureIndex({"title":1,"description":-1})

后台执行
通过在创建索引时加background:true 的选项，让创建工作在后台执行
db.values.ensureIndex({open: 1, close: 1}, {background: true})

ensureIndex() 接收可选参数，可选参数列表如下：

索引不能被以下的查询使用：

• 正则表达式及非操作符，如 $nin, $not, 等。
• 算术运算符，如 $mod, 等。
• $where 子句

最大范围

• 集合中索引不能超过64个
• 索引名的长度不能超过125个字符
• 一个复合索引最多可以有31个字段
• 现有的索引字段的值超过索引键的限制，MongoDB中不会创建索引。

聚合

聚合(aggregate)主要用于处理数据(诸如统计平均值,求和等)，并返回计算后的数据结果。

聚合的方法使用aggregate()方法，基本语法格式如下所示：

>db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)

> db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$sum : 1}}}])

以上实例类似sql语句： select by_user, count(*) from mycol group by by_user
我们通过字段by_user字段对数据进行分组，并计算by_user字段相同值的总和。

管道

MongoDB的聚合管道将MongoDB文档在一个管道处理完毕后将结果传递给下一个管道处理。管道操作是可以重复的。

表达式：处理输入文档并输出。表达式是无状态的，只能用于计算当前聚合管道的文档，不能处理其它的文档。

• $project：修改输入文档的结构。可以用来重命名、增加或删除域，也可以用于创建计算结果以及嵌套文档。
• $match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。$match使用MongoDB的标准查询操作。
• $limit：用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数。
• $skip：在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档。
• $unwind：将文档中的某一个数组类型字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值。
• $group：将集合中的文档分组，可用于统计结果。
• $sort：将输入文档排序后输出。
• $geoNear：输出接近某一地理位置的有序文档。

管道操作符实例

1、$project实例

db.article.aggregate(
    { $project : {
        title : 1 ,
        author : 1 ,
    }}
 );
这样的话结果中就只还有_id,tilte和author三个字段了，默认情况下_id字段是被包含的，如果要想不包含_id话可以这样:
db.article.aggregate(
    { $project : {
        _id : 0 ,
        title : 1 ,
        author : 1
    }});

2.$match实例

db.articles.aggregate( [
                        { $match : { score : { $gt : 70, $lte : 90 } } },
                        { $group: { _id: null, count: { $sum: 1 } } }
                       ] );
$match用于获取分数大于70小于或等于90记录，然后将符合条件的记录送到下一阶段$group管道操作符进行处理。

3.$skip实例

db.article.aggregate(
    { $skip : 5 });
经过$skip管道操作符处理后，前五个文档被"过滤"掉。

查询分析

explain()

mongo执行计划分析，详细点此处。

> db.user.find({"name":"nick"}).explain();
> db.user.find({"name":"nick"}).explain(true);

关键参数详细：

executionStats.executionSuccess
是否执行成功

executionStats.nReturned
查询的返回条数

executionStats.executionTimeMillis
整体执行时间

executionStats.totalKeysExamined
索引扫描次数

executionStats.totalDocsExamined
document扫描次数

hint()

使用 hint 来强制 MongoDB 使用一个指定的索引。

这种方法某些情形下会提升性能。 一个有索引的 collection 并且执行一个多字段的查询(一些字段已经索引了)。

如下查询指定了使用 naem 和 age 索引字段来查询：
> db.user.find({"name":"nick","age":18}).hint({"name":1,"age":1});