简明 MongoDB 入门教程

MongoDB 是免费开源的跨平台 NoSQL 数据库，命名源于英文单词 humongous，意思是「巨大无比」，可见开发组对 MongoDB 的定位。与关系型数据库不一样，MongoDB 的数据以相似于 JSON 格式的二进制文档存储：

{
    name: "Angeladady",
    age: 18,
    hobbies: ["Steam", "Guitar"]
}

文档型的数据存储方式有几个重要好处：文档的数据类型能够对应到语言的数据类型，如数组类型（Array）和对象类型（Object）；文档能够嵌套，有时关系型数据库涉及几个表的操做，在 MongoDB 中一次就能完成，能够减小昂贵的链接花销；文档不对数据结构加以限制，不一样的数据结构能够存储在同一张表。

MongoDB 的文档数据模型和索引系统能有效提高数据库性能；复制集功能提供数据冗余，自动化容灾容错，提高数据库可用性；分片技术可以分散单服务器的读写压力，提升并发能力，提高数据库的可拓展性。MongoDB 高性能，高可用性、可扩展性等特色，使其至 2009 年发布以来，逐渐被承认，并被愈来愈多的用于生产环境中。AWS、GCP、阿里云等云平台都提供了十分便捷的 MongoDB 云服务。

开启 MongoDB 之旅

第一步，安装 MongoDB。到官网下载压缩包或安装包，解压或安装后，能够把 bin 目录添加到环境变量，方便后续命令的执行。在开始阶段，要用到 mongo 和 mongod 两个命令。文章示例以 Linux 为标准。

启动实例

第二步，经过 mongod 命令启动实例。启动以前，新建一个目录来存放 mongoDB 的数据和日志：

mkdir mongoDB_example
cd mongoDB_example
mkdir bin data conf log
touch log/mongodb.log

上面的命令建立了四个目录：

• bin 若是不打算把 mongodb 的命令放到环境变量，能够将经常使用命令复制到 bin 目录，方便调用，如 mongo 和 mongod。也能够把编写的脚本，如副本集的启动脚本，放在 bin 目录里

• data 用来存放数据

• log 用来存放日志文件

• conf 用来存放配置文件

在项目目录中，使用 mongod 命令来启动 mongoDB 进程：

mongod --fork --port 12345 --dbpath data\db  --logpath log/mongodb.log

上面命令中选项的意义：

• port 指定端口

• dbpath 指定数据存放路径

• logpath 指定日志存放路径

• fork 后台运行（退出 shell 后进程不会被中断了）

启动顺利的话，就能够输入ps aux | grep mongod，查看到启动的 mongod 实例。若是启动没有成功，最好先检查下路径设置和端口占用。

配置文件启动实例

相比设定选项来启动实例，经过配置文件启动更具备可维护性。在 conf 目录下新建一个配置文件：

vi conf/mongodb.conf

配置文件使用<option> = <value>的格式。接下来，把刚才的启动配置输入到配置文件中：

port = 12345
dbpath = data
logpath = log/mongodb.log
fork = true

启动以前别忘了先杀掉以前启动的实例kill -2 <pid>，而后再从新启动 mongoDB：

mongod -f conf/mongodb.conf

在没有指定接口时，默认启动在 27017 端口。在配置的时候使用绝对路径替代相对路径，有利于在排查故障时查找 mongoDB 进程启动的目录。

链接实例

第三步，经过 mongo 命令来链接 mongoDB 实例：

mongo [options] [db address] [file names]

以前启动实例的是在本地 12345 端口，安全模式未被开启，因此不须要输入用户名和密码便可直接链接：

mongo 127.0.0.1:12345

或者经过--host和--port选项指定主机和端口。一切顺利的话，就进入了 mongoDB shell，shell 会报出一连串权限警告，不过不用担忧，这并不会影响以后的操做。在添加受权用户和开启认证后，这些警告会自动消失。

数据库 CRUD 操做

在进行增查改删操做以前，先了解下经常使用的 shell 操做：

• db 显示当前所在数据库，默认为 test

• show dbs 列出可用数据库

• show tables show collections 列出数据库中可用集合

• use <database> 用于切换数据库

mongoDB 预设有两个数据库，admin 和 local，admin 用来存放系统数据，local 用来存放该实例数据，在副本集中，一个实例的 local 数据库对于其它实例是不可见的。使用 use 命令切换数据库：

> use admin
> use local
> use newDatabase

能够 use 一个不存在的数据库，当你存入新数据时，mongoDB 会建立这个数据库：

> use newDatabase
> db.newCollection.insert({x:1})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

以上命令向数据库中插入一个文档，返回 1 表示插入成功，mongoDB 自动建立 newCollection 集合和数据库 newDatabase。下面将建立一个 drivers 集合，进行增查改删操做。

建立（Create）

MongoDB 提供 insert 方法建立新文档：

• db.collection.inserOne() 插入单个文档
  WriteResult({ "nInserted" : 1 })

• db.collection.inserMany() 插入多个文档

• db.collection.insert() 插入单条或多条文档

这里以 insert 方法为例：

> db.drivers.insert({name:"Chen1fa",age:18})
> db.drivers.insert({name:"Xiaose",age:35})
> db.drivers.insert({_id:91,name:"Sun1feng",age:34})

要注意，age:18和age:"18"是不同的，前者插入的是数值，后者插入的是字符串。插入新文档若是未指定 _id，mongoDB 会自动为插入的文档添加 _id 字段。使用 db.dirvers.find() 命令便可看到刚刚插入的文档：

> db.dirvers.find()
{ "_id" : ObjectId("598964bd56b8c69ae1e5f36a"), "name" : "Chen1fa", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose", "age" : 35 }
{ "_id" : 91, "name" : "Sun1feng", "age" : 34 }

查找（Read）

MongoDB 提供 find 方法查找文档，第一个参数为查询条件：

> db.drivers.find() #查找全部文档
{ "_id" : ObjectId("598964bd56b8c69ae1e5f36a"), "name" : "Chen1fa", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose", "age" : 35 }
{ "_id" : 91, "name" : "Sun1feng", "age" : 34 }

> db.drivers.find({name: "Xiaose"}) #查找 name 为 Xiaose 的文档
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose", "age" : 35 }

> db.drivers.find({age:{$gt:20}}) #查找 age 大于 20 的文档
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose", "age" : 35 }
{ "_id" : 91, "name" : "Sun1feng", "age" : 34 }

上述代码中的$gt对应于大于号>的转义。第二个参数能够传入投影（projection，投影仪中，白色光源经过分光镜、液晶板、投影镜头的光学变换后，投射到反射面上，显示出了彩色图像）文档映射数据：

> db.drivers.find({age:{$gt:20}},{name:1})
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose" }
{ "_id" : 91, "name" : "Sun1feng" }

上述命令将查找 age 大于 20 的文档，返回 name 字段，排除其它字段。投影文档中字段为 1 或真值表示包含，0 或假值表示排除，能够设置多个字段为 1 或 0，但不能混合使用。

除此以外，还能够经过 count、skip、limit 等指针（Cursor）方法，改变文档查询的执行方式：

> db.drivers.find().count() #统计查询文档数目
3
> db.drivers.find().skip(1).limit(10).sort({age:1})
{ "_id" : 91, "name" : "Sun1feng", "age" : 34 }
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose", "age" : 35 }

上述查找命令跳过 1 个文档，限制输出 10 个，以 name 子段正序排序（大于 0 为正序，小于 0 位反序）输出结果。最后，可使用 Cursor 方法中的 pretty 方法，提高查询文档的易读性，特别是在查看嵌套的文档和配置文件的时候：

> db.drivers.find().pretty()

更新（Update)

MongoDB 提供 updata 方法更新文档：

• db.collection.updateOne() 更新最多一个符合条件的文档

• db.collection.updateMany() 更新全部符合条件的文档

• db.collection.replaceOne() 替代最多一个符合条件的文档

• db.collection.update() 默认更新一个文档，可配置 multi 参数，跟新多个文档

以 update() 方法为例。其格式：

> db.collection.update(
    <query>,
    <update>,
    {
        upsert: <boolean>,
        multi: <boolean>
    }
)

各参数意义：

• query 为查询条件

• update 为修改的文档

• upsert 为真，查询为空时插入文档

• multi 为真，更新全部符合条件的文档

下面的命令将 name 字段为 Chen1fa 的文档，更新 age 字段为 30：

> db.drivers.update({name:"Chen1fa"},{name:"Chen1fa", age:30})

要注意的是，若是更新文档只传入 age 字段，那么文档会被更新为{age: 30}，而不是{name:"Chen1fa", age:30}。要避免文档被覆盖，须要用到 $set 指令，$set 仅替换或添加指定字段：

> db.drivers.update({name:"Chen1fa"},{$set:{age:30}})

若是要在查询的文档不存在的时候插入文档，要把 upsert 参数设置真值：

> db.drivers.update({name:"Alen"},{age:24},{upsert: true})

update 方法默认状况只更新一个文档，若是要更新符合条件的全部文档，要把 multi 设为真值，并使用 $set 指令：

> db.drivers.update({age:{$gt:25}},{$set:{license:'A'}},{multi: true})
> db.drivers.update({age:{$lt:25}},{$set:{license:'C'}},{multi: true})

最终结果：

> db.dirvers.find()
{ "_id" : ObjectId("598964bd56b8c69ae1e5f36a"), "name" : "Chen1fa", "age" : 30, "license" : "A" }
{ "_id" : ObjectId("598964d456b8c69ae1e5f36b"), "name" : "Xiaose", "age" : 35, "license" : "A" }
{ "_id" : 91, "name" : "Sun1feng", "age" : 34, "license" : "A" }
{ "_id" : ObjectId("598968b3ed1eccef17e79abe"), "age" : 24, "license" : "C" }

删除（Delete）

MongoDB 提供了 delete 方法删除文档：

• db.collection.deleteOne() 删除最多一个符合条件的文档

• db.collection.deleteMany() 删除全部符合条件的文档

• db.collection.remove() 删除一个或多个文档

以 remove 方法为例：

> db.drivers.remove({name:"Xiaose"}) #删除全部 name 为 Xiaose 的文档
> db.drivers.remove({age:{$gt:30}},{justOne:true}) #删除全部 age 大于 30 的文档
> db.drivers.find()
{ "_id" : ObjectId("598964bd56b8c69ae1e5f36a"), "name" : "Chen1fa", "age" : 30, "license" : "A" }
{ "_id" : ObjectId("598968b3ed1eccef17e79abe"), "age" : 24, "license" : "C" }

MongoDB 提供了 drop 方法删除集合，返回 true 表面删除集合成功：

> db.drivers.drop()

后话

相比传统关系型数据库，MongoDB 的 CURD 操做更像是编写程序，更符合开发人员的直觉，不过 MongoDB 一样也支持 SQL 语言。MongoDB 的 CURD 引擎配合索引技术、数据聚合技术和 JavaScript 引擎，赋予 MongoDB 用户更强大的操纵数据的能力。

关闭实例

关闭 mongoDB 服务：

> use admin
> db.shutdownServer()

使用 exit 或 Ctrl + C 断开链接:

> exit

结语

上述，咱们启动了一个不安全的 MongoDB 实例，应用到生产环境中，还须要了解 MongoDB 的安全机制，了解如何创建索引提高数据库的读写速度。随着数据的增加，须要了解副本集技术如何将多个实例部署到不一样的服务器、了解分片技术对数据库进行横向扩展。为保证服务器性能和安全，须要了解如何对 MongoDB 进行测试和监控…

「冰封三尺，非一日之寒」，一样，要想彻底掌握 MongoDB 还有很长的路要走。愿戒骄戒躁，在学习的路上，与君共勉。

参考

• Wikipedia MongoDB

• MongoDB introduction

• MongoDB CRUD Operations

• Imooc MongoDB series course - SeanZ

• MongoDB University

• 怎样学 MongoDB？- 知乎