MongoDB介绍及安装

• 本专题讲解的MongoDB版本： v4.4.x
• 官方文档：https://docs.mongodb.com/v4.4/
  

MongoDB介绍

什么是MongoDB

MongoDB是一个文档数据库（以 JSON 为数据模型），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解决方案。

文档来自于“JSON Document”，并非我们一般理解的 PDF，WORD 文档。
MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，数据格式是BSON，一种类似JSON的二进制形式的存储格式，简称Binary JSON ，和JSON一样支持内嵌的文档对象和数组对象，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。原则上 Oracle 和 MySQL 能做的事情，MongoDB 都能做（包括 ACID 事务）。

MongoDB是一个开源OLTP数据库，它灵活的文档模型（JSON）非常适合敏捷式开发、高可用和水平扩展的大数据应用。

OLTP：on-line Transaction Processing，联机(在线)事务处理
OLAP：on-line Analytical Processing，联机(在线)分析处理

MongoDB在数据库总排名第5，仅次于Oracle、MySQL等RDBMS，在NoSQL数据库排名首位。从诞生以来，其项目应用广度、社区活跃指数持续上升。
数据库排名网站：https://db-engines.com/en/ranking

MongoDB 版本变迁

MongoDB vs 关系型数据库
概念
MongoDB概念与关系型数据库（RDBMS）非常类似：

• 数据库（database）：最外层的概念，可以理解为逻辑上的名称空间，一个数据库包含多个不同名称的集合。
• 集合（collection）：相当于SQL中的表，一个集合可以存放多个不同的文档。
• 文档（document）：一个文档相当于数据表中的一行，由多个不同的字段组成。
• 字段（field）：文档中的一个属性，等同于列（column）。
• 索引（index）：独立的检索式数据结构，与SQL概念一致。
• _id：每个文档中都拥有一个唯一的_id字段，相当于SQL中的主键（primary key）。
• 视图（view）：可以看作一种虚拟的（非真实存在的）集合，与SQL中的视图类似。从MongoDB 3.4版本开始提供了视图功能，其通过聚合管道技术实现。
• 聚合操作（$lookup）：MongoDB用于实现“类似”表连接（tablejoin）的聚合操作符。

尽管这些概念大多与SQL标准定义类似，但MongoDB与传统RDBMS仍然存在不少差异，包括：

• 半结构化，在一个集合中，文档所拥有的字段并不需要是相同的，而且也不需要对所用的字段进行声明。因此，MongoDB具有很明显的半结构化特点。除了松散的表结构，文档还可以支持多级的嵌套、数组等灵活的数据类型，非常契合面向对象的编程模型。
• 弱关系，MongoDB没有外键的约束，也没有非常强大的表连接能力。类似的功能需要使用聚合管道技术来弥补。

MongoDB技术优势

MongoDB基于灵活的JSON文档模型，非常适合敏捷式的快速开发。与此同时，其与生俱来的高可用、高水平扩展能力使得它在处理海量、高并发的数据应用时颇具优势。

• JSON 结构和对象模型接近，开发代码量低
• JSON的动态模型意味着更容易响应新的业务需求
• 复制集提供99.999%高可用
• 分片架构支持海量数据和无缝扩容

简单直观：从错综复杂的关系模型到一目了然的对象模型

快速：最简单快速的开发方式

灵活：快速响应业务变化

MongoDB优势：原生的高可用

MongoDB优势：横向扩展能力

MongoDB应用场景

从目前阿里云 MongoDB 云数据库上的用户看，MongoDB 的应用已经渗透到各个领域：

• 游戏场景，使用 MongoDB 存储游戏用户信息，用户的装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储，方便查询、更新；
• 物流场景，使用 MongoDB 存储订单信息，订单状态在运送过程中会不断更新，以MongoDB 内嵌数组的形式来存储，一次查询就能将订单所有的变更读取出来；
• 社交场景，使用 MongoDB 存储存储用户信息，以及用户发表的朋友圈信息，通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能；
• 物联网场景，使用 MongoDB 存储所有接入的智能设备信息，以及设备汇报的日志信息，并对这些信息进行多维度的分析；
• 视频直播，使用 MongoDB 存储用户信息、礼物信息等；
• 大数据应用，使用云数据库MongoDB作为大数据的云存储系统，随时进行数据提取分析，掌握行业动态。|

国内外知名互联网公司都在使用MongoDB：

如何考虑是否选择MongoDB?
没有某个业务场景必须要使用MongoDB才能解决，但使用MongoDB通常能让你以更低的成本解决问题。如果你不清楚当前业务是否适合使用MongoDB,可以通过做几道选择题来辅助决策。

只要有一项需求满足就可以考虑使用MongoDB，匹配越多，选择MongoDB越合适。

MongoDB快速开始

linux安装MongoDB

环境准备：

• linux系统： centos7
• 安装MongoDB社区版

下载MongoDB Community Server
下载地址：https://www.mongodb.com/try/download/community

#下载MongoDB
wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.9.tgz
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.9.tgz

启动MongoDB Server

#创建dbpath和logpath
mkdir -p /mongodb/data /mongodb/log  
#进入mongodb目录，启动mongodb服务
bin/mongod --port=27017 --dbpath=/mongodb/data --logpath=/mongodb/log/mongodb.log \
--bind_ip=0.0.0.0 --fork

–dbpath :指定数据文件存放目录
–logpath :指定日志文件，注意是指定文件不是目录
–logappend :使用追加的方式记录日志
–port:指定端口，默认为27017
–bind_ip:默认只监听localhost网卡
–fork: 后台启动
–auth: 开启认证模式

添加环境变量
修改/etc/profile，添加环境变量,方便执行MongoDB命令

export MONGODB_HOME=/usr/local/soft/mongodb
PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin   

然后执行source /etc/profile 重新加载环境变量
利用配置文件启动服务
编辑/mongodb/conf/mongo.conf文件，内容如下：

systemLog:
  destination: file
  path: /mongodb/log/mongod.log # log path
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /mongodb/data # data directory
  engine: wiredTiger  #存储引擎
  journal:            #是否启用journal日志
    enabled: true
net:
  bindIp: 0.0.0.0
  port: 27017 # port
processManagement:
  fork: true

注意：一定要yaml格式
启动mongod

 mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf 

-f 选项表示将使用配置文件启动mongodb

关闭MongoDB服务

方式1：

 mongod --port=27017 --dbpath=/mongodb/data --shutdown 

方式2：
进入mongo shell

use admin
db.shutdownServer()

Mongo shell使用

mongo是MongoDB的交互式JavaScript Shell界面，它为系统管理员提供了强大的界面，并为开发人员提供了直接测试数据库查询和操作的方法。

bin/mongo --port=27017 
bin/mongo localhost:27017

–port:指定端口，默认为27017
–host:连接的主机地址，默认127.0.0.1

JavaScript支持
mongo shell是基于JavaScript语法的，MongoDB使用了SpiderMonkey作为其内部的JavaScript解释器引擎，这是由Mozilla官方提供的JavaScript内核解释器，该解释器也被同样用于大名鼎鼎的Firefox浏览器产品之中。SpiderMonkey对ECMA Script标准兼容性非常好，可以支持ECMA Script 6。可以通过下面的命令检查JavaScript解释器的版本：

mongo shell常用命令

数据库操作

#查看所有库
show dbs
# 切换到指定数据库，不存在则创建
use test
# 删除当前数据库  
db.dropDatabase()

集合操作

#查看集合
show collections
#创建集合
db.createCollection("emp")
#删除集合
db.emp.drop()

创建集合语法

db.createCollection(name, options)

options参数

注意： 当集合不存在时，向集合中插入文档也会创建集合

安全认证

创建管理员账号

# 设置管理员用户名密码需要切换到admin库
use admin  
#创建管理员
db.createUser({
   user:"fox",pwd:"fox",roles:["root"]})
# 查看当前数据库所有用户信息 
show users 
#显示可设置权限
show roles 
#显示所有用户
db.system.users.find()

常用权限

重新赋予用户操作权限

db.grantRolesToUser( "fox" , [ 
    {
    role: "clusterAdmin", db: "admin" } ,
     {
    role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin"},
     {
    role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin"},
     {
    role: "readWriteAnyDatabase", db: "admin"} 
 ])

删除用户

db.dropUser("fox")
#删除当前数据库所有用户
db.dropAllUser()

用户认证，返回1表示认证成功

创建应用数据库用户

use appdb
db.createUser({
   user:"appdb",pwd:"fox",roles:["dbOwner"]})

默认情况下，MongoDB不会启用鉴权，以鉴权模式启动MongoDB

mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf --auth

启用鉴权之后，连接MongoDB的相关操作都需要提供身份认证。

mongo 192.168.65.174:27017 -u fox -p fox --authenticationDatabase=admin

Docker安装

https://hub.docker.com/_/mongo?tab=description&page=3

#拉取mongo镜像
docker pull mongo:4.4.10
#运行mongo镜像
docker run --name mongo-server -p 29017:27017 \
-e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=fox \
-e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=fox \
-d mongo:4.4.10 --wiredTigerCacheSizeGB 1

默认情况下，Mongo会将wiredTigerCacheSizeGB设置为与主机总内存成比例的值，而不考虑你可能对容器施加的内存限制。
MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME和MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD都存在就会启用身份认证（mongod --auth）

#进入容器
docker exec -it mongo-server  bash
#进入Mongo shell
mongo -u fox -p fox
#创建用户，赋予test库的操作权限
>use test
>db.createUser({
   user:"dcl",pwd:"123456",roles:["readWrite"]})

进入mongo shell

#远程连接
mongo 192.168.65.97:29017 -u dcl -p 123456

dcl用户只具备test库的readWrite权限

MongoDB工具

官方GUI工具——COMPASS

MongoDB图形化管理工具(GUI)，能够帮助您在不需要知道MongoDB查询语法的前提下，便利地分析和理解您的数据库模式,并且帮助您可视化地构建查询。
下载地址：https://www.mongodb.com/zh-cn/products/compass

GUI工具—— Robo 3T（免费）

下载地址：https://robomongo.org/

GUI工具——Studio 3T（收费，试用30天）

下载地址：https://studio3t.com/download/

MongoDB Database Tools

下载地址：https://www.mongodb.com/try/download/database-tools