MongoDB入门

2018年7月5日笔记

1.MongoDB简介

1.1 NoSQL数据库是什么

NoSQL，指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写，是对不同的传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。
NoSQL用于超大规模数据的存储。（例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据）。这些类型的数据存储不需要固定的模式，无需多余操作就可以横向扩展。
主要解决：
1.对数据库高并发的需求
2.对海量数据的高效率存储和访问的需求
3.对数据库的高扩展性和高可用性的需求

1.2 什么是MongoDB

取自“humongous”(海量),是由10gen团队2007年10月开发并维护的开源，高性能，可扩展，无模式，面向文档（document-oriented）的数据库。其内存储的一种-like结构化数据。它介于关系数据库和非关系数据库之间，是非关系数据库中最像关系数据库的。是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储方案。
官网：http://www.mongodb.com
最新版本：3.6.3（3/20/2018）
支持操作系统:OSX/linux/Windows

1.3 MongoDB数据库的特点

高性能、易部署、易使用、存储数据数据非常方便。主要功能特性有：
1.面向集合存储，易存储对象类型的数据
2.模式自由（没有行，列，关系等概念）
3.支持完全索引，包含内部对象。
4.支持查询
5.支持复制和故障恢复
6.使用高效的二进制数据存储，包括大型对象
7.自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性
8.支持C#、Python、Ruby、Java、C、Javascript、Perl以及C++语言的驱动程序，社区中也提供了对Erlang以及.NET及平台的扩展程序。
9.文件存储格式为BSON(一种JSON的扩展)
10.可通过网络访问

优点：弱一致性、文档结构的存储方式、内置GridFS（分布式文件系统）
缺点：不支持事务、空间占用大

1.4 MongoDB数据库的适用场合

适用场景：
1.网站实时数据处理。它非常适合实时的插入、更新与查询，并具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性。
2.缓存。由于性能很高，他适合作为信息基础建设的缓存层。在系统重启之后，由它搭建的数据持久化存储层可以避免下层的数据源过载。
3.高伸缩性的场合。非常适合由数十或者数百台服务器组成的数据库，它的路线图中已经包含对MapReduce引擎的内置支持。
不适用场景：
1.类似银行或会计系统这种高事务性的系统。
2.传统的商业智能应用
3.复杂的跨文档级联查询

1.5 MongoDB

视觉中国、大众点评、淘宝、优酷、淘宝

2.MongoDB的基本使用

MongoDB的软件安装教程：Windows 平台安装 MongoDB教程
下面的命令能够正确运行的前提是已经启动MongoDB服务

2.1 显示已有的数据库

命令：show dbs

2.2 创建库

使用use runoob就已经创建一个名为runoob的数据库，但必须要往runoob数据库中的一个集合中插入一条数据才能用show dbs命令看到runoob数据库，db.mycoll.insert({name:'runoob'})这一句就是往mycoll这个集合中插入一条name字段值为runoob的数据。
在MongoDB中，数据库和集合不需要提前创建，只要使用就自动创建。
命令:

use runoob
db.mycoll.insert({name:'runoob'})
show dbs

2.3 删除数据库

命令：db.dropDatabase()

2.4 创建集合

命令：db.createCollection(name,options)
name参数的数据类型是字符串，意义是要创建的集合名称
options参数的数据类型是json格式的文本，意义是制定有关内存大小和索引选项
options可以是如下参数：

从下图中可以看出，一开始使用 show collections显示没有集合，创建第一个简单的集合 mycoll，第二个带参数的集合 mycoll2，创建两个集合后，可以用 show collections可以显示这两个集合的存在。

2.5 删除集合

命令：db.{}.drop()，大括号中的要填入的内容是要删除的集合的名称。

3.MongoDB进阶

3.1 MongoDB常见数据类型

1.String:这是最常见的数据类型来存储数据，在MongoDB中的字符串必须是有效的UTF-8
2.Integer:这种类型是用来存储一个数值。整数可以是32位或64位，这取决与运行软件的机器。
3.Boolean：用来存储布尔值（true/false）
4.Double:用来存储浮点值
5.Min/Max Keys: 用来对BSON元素的最低和最高值比较
6.Arrays:使用此类型的数组或列表存储到一个键
7.Timestamp:时间戳，这可以方便记录的文件已被修改或添加
8.Object:此类型嵌入式的文件中
9.Null：这种类型是用来存储一个Null的
10.Symbol：用于字符串相同，但它通常是保留给特定符号类型的语言使用。
11.Date:用于存储当前时间或日期的Unix时间格式，可以指定自己的日期和时间。
12.ObjectID：用于存储文档的ID
13.Binary data:用于存储二进制数据
14.Regular expression:用于存储正则表达式

3.2 MongoDB插入文档

命令语法：db.{}.insert({})，第一个大括号填入集合名，第二个大括号填入要插入的文档。

3.3 MongoDB更新文档

命令语法：db.{}.update({},{})，第一个大括号填入集合名，第二个大括号填入json格式的文本，第三个括号填入两层json格式文本,第一层的第一个元素的键为$set

从上图中可以看到集中mycoll中的第一个文档中的第一个元素title的值从MongoDB overview改为了MongoDB。

3.4 MongoDB Save()方法

命令语法: db.{}.save({})，第一个大括号填入集合名,第二个大括号填入json格式的文本

3.5 MongoDB删除文档

命令语法: db.{}.remove({},{})，第一个大括号填入集合名，第二个大括号填入json格式的文本，用于选择被删除的文档，成对大括号内可以为空，第三个括号内为非0整数或true时，删除一条满足判断语句的文档。

第三个括号内为0或false或者不填时，删除所有满足判断语句的文档,如下图所示。

4.MongoDB查询文档

4.1 find()方法

从MongoDB中查询集合数据，需要使用MongoDB的find()方法。
命令语法：db.{}.find({})，第一个大括号填入集合名，第二个大括号填入json格式的文本
如下图所示，find()函数没有参数时，显示这个集合当中的所有文档;
find()函数有参数，但是没有找到满足判断条件的语句时，没有打印结果

使用pretty()方法可以使在命令行中的数据打印更整齐。

4.2 limit()方法

作业

1. 创建数据库 school 用来存放一些班级学生信息；

use school
db.createCollection("students")

1. 你要为学校下的各个年级、班级建立集合；创建集合可以是显式的，也可以是隐式的；在这路你需要显式地创建“一年级一班的”集合grade_1_1；

use school
db.createCollection("grades")
db.createCollection("classes")
db.createCollection("grade_1_1")

1. 隐式创建“一年级二班”：grade_1_2创建的同时为“一年级二班”加入一个学生："name": 'zhangsan', "age": '7', "sex": "0"

use school
db.grade_1_2.insert({name:"zhangsan",age:7,sex:0})

1. 因为一些特殊原因，要解散一年级二班，删除一年级二班的信息

use school
school.grade_1_2.drop()

1. 使用循环创建一年级的3个班，并随机添加 10 名学生

for(grade_index in (grade = ['grade_1_1', 'grade_1_2', 'grade_1_3'])) {
       for (var i = 1; i <= 10; i++) {

           db[grade[grade_index]].insert({
               "name": "zhangsan" + i,
               "sex": Math.round(Math.random() * 10) % 2,
               "age": Math.round(Math.random() * 6) + 3,
               "hobby": []
           });
       }
   }

6.查看一年级二班grade_1_2中的所有学生

db.grade_1_2.find()

7.查看一年级二班grade_1_2中所有年龄是 4 岁的学生

db.grade_1_2.find({age:4})

8.查看一年级二班grade_1_2中所有年龄大于 4 岁的学生

db.grade_1_2.find({age:{$gt:4}})

9.查看一年级二班grade_1_2中所有年龄大于 4 岁并且小于 7 岁的学生

db.grade_1_2.find({age:{gt:4,lt:7}})

10.查看一年级二班grade_1_2中所有年龄是 4 岁或 6 岁的学生

db.grade_1_2.find({$or:[{age:4},{age:6}]})

11.查看一年级二班grade_1_2中所有姓名带zhangsan1的学生

db.grade_1_2.find({name:{$regex:"zhangsan1"}})

12.查看一年级二班grade_1_2中所有姓名带zhangsan1和zhangsan2的学生

db.grade_1_2.find({$or:[{name:"zhangsan1"},{name:"zhangsan2"}]})

13.查看一年级二班grade_1_2中所有兴趣爱好有三项的学生

db.grade_1_2.find({hobby:{$size:3}})

14.查看一年级二班grade_1_2中所有兴趣爱好包括画画的学生

db.grade_1_2.find({hobby:"drawing"})

15.查看一年级二班grade_1_2中所有兴趣爱好既包括画画又包括跳舞的学生

db.grade_1_2.find({hobby:{$all:{"drawing","dance"}}})

16.查看一年级二班grade_1_2中所有兴趣爱好有三项的学生的 学生数目

db.grade_1_2.find({hobby:{$size:3}}).count()

17.查看一年级二班的第二位学生

db.grade_1_2.find().limit(1).skip(1)

18.查看一年级二班的学生，按年纪升序

db.grade_1_2.find().sort({age:1})

19.查看一年级二班的学生，按年纪降序

db.grade_1_2.find().sort({age:-1})

20.查看一年级二班的学生，年龄值有哪些

db.grade_1_2.distinct('age')

21.查看一年级二班的学生，兴趣覆盖范围有哪些

db.grade_1_2.distinct('hobby')

22.查看一年级二班的学生，男生（sex为 0）年龄值有哪些

db.grade_1_2.distinct('age',{'sex':0})

23.一年级二班grade_1_2， 删除所有 4 岁的学生

db.grade_1_2.remove({age:4})

24.一年级二班grade_1_2， 删除第一位 6 岁的学生

db.grade_1_2.remove({age:4},1)

25.一年级二班grade_1_2中，修改名为zhangsan7的学生，年龄为 8 岁，兴趣爱好为 跳舞和画画；

db.grade_1_2.update({name:"zhangsan7"},{$set:{age:8,hobby:["dance","drawing"]}})

26.一年级二班grade_1_2中，追加zhangsan7学生兴趣爱好唱歌；

db.grade_1_2.update({name:"zhangsan7"},{$push:{hobby:"sing"}})

27.一年级二班grade_1_2中，追加zhangsan7学生兴趣爱好吹牛和打篮球；

db.grade_1_2.update({"name": "zhangsan7"},{$push: {"hobby": {$each: ["brag","basketball"]}}})

28.一年级二班grade_1_2中，追加zhangsan7学生兴趣爱好唱歌和打篮球，要保证hobby数组不重复；

db.grade_1_2.update({"name": "zhangsan7"},{$addToSet: {"hobby": {$each: ["sing","basketball"]}}})

29.新学年，给一年级二班所有学生的年龄都增加一岁

db.grade_1_2.update({},{$inc:{"age":1}},{multi:true})

30.一年级二班grade_1_2中，删除zhangsan7学生的sex属性

db.grade_1_2.update({name:"zhangsan7"},{$unset:{sex:1}})

31.一年级二班grade_1_2中，删除zhangsan7学生的hobby数组中的头元素

db.grade_1_2.update({name:"zhangsan7"},{$pop:{hobby:-1}})

32.一年级二班grade_1_2中，删除zhangsan7学生的hobby数组中的尾元素

db.grade_1_2.update({name:"zhangsan7"},{$pop:{hobby:1}})

33.一年级二班grade_1_2中，删除zhangsan7学生的hobby数组中的sing元素

db.grade_1_2.update({name:"zhangsan7"},{$pull:{hobby:"sing"}})