一 MongoDB简介

MongoDB采用C++开发，是当前最火热的nosql数据库之一，可以在许多场合替代传统的关系型数据库。
MongoDB是一个面向集合、模式自由的文档型数据库，Mongo存储的数据是以BSON为单位（二进制化的JSON），Mongo内置了JavaScript解释器，所以可以使用类似JS的面向对象查询语法，媲美SQL。

MongoDB主要特点如下：

• 面向集合文档存储

• 模式自由：一个集合可以存储一个键值对的文档，也可以存储多个键值对的文档

• 动态查询：支持查询语句使用JSON参数

• 支持复制和恢复

• 支持高效二进制存储，包括大型食品、图片等

MongoDB使用场景：

• 可以替代大多数对关系性要求不高的数据存储，如私信功能

• 自动分片，适合高伸缩的场景

• 大数据、低价值数据的存储

Mongo的弱项：

• 高度依赖事务的系统

• 针对特定问题的BI数据库需要高度优化的查询方式

Mongo的版本号中3.4.2中第二个数4如果是偶数，代表稳定版，推荐使用。

32位版本的Mongo单个数据库实例最大大小为2G左右，而64位则为128T，所以推荐使用64位。

二 MongoDB安装

2.1 win安装

下载对应版本后下一步下一步即可

2.2 mac安装

解压安装文件即可，启动方式同win

2.3 linx安装

下载版本为：Linux 64-bit legacy x64

安装：
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-4.0.6.tgz
mv mongodb-linux-x86_64-4.0.6 /usr/local/mongodb
vim /etc/profile                    # 只想在当前账户下，可编辑用户目录下的.bashprofile
export PATH=/usr/local/mongodb/bin:$PATH

配置数据目录：
mkdir -p /root/mongo/data           # 创建数据目录
mkdir -p /root/mongo/logs           # 创建日志目录
touch /root/mongo/logs/logs.log     # 创建日志文件
chmod -R 777 /root/mongo/

2.4 启动与连接

服务端启动（进入mogo的bin目录）
./mongod                            # --dbpath="C:/data"  该参数用于指定mongo数据的存放位置

客户端连接：
./mongo

由于启动的可选配置属性太多，推荐使用配置文件启动，方便管理：

vim /etc/mongo.conf
dbpath=/root/mongo/data/
logpath=/root/mongo/logs/logs.log
logappend=true 
fork=true     #守护进程运行，配置该行后，则不可使用 -f 启动参数 
port=27017 

启动:
./mongod --config /etc/mongo.conf

关闭:
直接关闭：CTRL+C，不要关闭ssh窗口直接退出（会出错）
后台启动关闭：在客户端使用 db.shutdownServer()

以服务形式启动关闭：
sudo service mongod start
sudo service mongod stop


如果是在阿里云安装后，外网需要连接还需要额外配置：
1 阿里云开放27017端口
2 默认情况下，阿里云只绑定了127.0.0.1本地地址，只能本地访问，需要在配置文件加上阿里云内网地址：
bind_ip:127.0.0.1,阿里云内网地址        # 这里或者直接输入0.0.0.0


shell远程连接命令：
mongo mydb --username user1  --host 192.168.99.100 --port 27017 --password

注意 mongodb默认端口是27018，如果没有设置数据目录，默认为/data/db
关闭命令：采用CTRL+C或者shutdownServer()命令或者kill -2 PID（-15也可以，但是-9会损坏数据）。

2.4 GUI工具

常见的mongodb可视化工具有官方的Compass，笔者推荐最新版的Navicat！

2.5 常见命令选项

启动命令选项：

port=27017 #端口  
dbpath #数据库存文件存放目录  
logpath #日志文件存放路径  
logappend=true #使用追加的方式写日志  
fork=false #不以守护程序的方式启用，即不在后台运行  
maxConns=100 #最大同时连接数  
noauth=true #不启用验证  
journal=true #每次写入会记录一条操作日志（通过journal可以重新构造出写入的数据）

2.6 开机启动

使用yum安装的mongodb已经注册为系统服务，直接支持开机启动。

如果是解压包安装的MongoDB需要在/etc/init.d目录下创建service脚本才能注册为服务，以实现开机启动。

2.7 错误解决

MongoDB未正常关闭，可能会无法再次启动，可以删除data目录下的mongod.lock文件。

三 MongoDB基本使用

3.0 MongoDB数据库目录

• bsondump bson转换工具

• mongodump 逻辑备份工具

• mongorestore 逻辑恢复工具

• mongoexport 数据导出工具

• mongoimport 数据导入工具

• mongofiles GridFS文件工具

• mongooplog 日志复制工具

• mongoperf 性能检查工具

• mongos 分片路由工具

• mongostat 状态监控工具

• mongotop 读写监控工具

3.1 MongoDB数据库的组成

MongoDB数据逻辑结构：
MongoDB的数据主要由文档（Document）、集合（Collection）、数据库（Database）三部分组成，文档相当于关系数据中的一行数据，多个文档组成的一个集合相当于关系数据库中的表，多个集合逻辑上组织在一起，就相当于数据库。

数据库的命名：

• 数据库名不能是空字符串

• 数据库名不能包含空格，空格符，$等特殊字符

• 数据库名推荐全小写

• 数据库名最多64字节

MongoDB有一些特殊的数据库：

• admin：类似root数据库，在admin数据库中添加的用户会自动继承所有的数据库的权限，一些特定的服务器端命令也只能从这个数据运行，比如列出所有数据库、关闭服务器等等

• local:该数据库永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合。

• config：当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的配置信息。

MongoDB启动后，由实例和数据库组成，一般情况下，一个MongoDB服务包含一个实例与多个与之对应的数据库，特殊情况下，允许一个服务器上有多个实例和多个数据库。

Mongo默认的数据目录是/data/db，所有的数据文件都在此目录下，每个数据库都包含一个.ns文件和一些数据库文件。

Mongo内部有预分配空间的机制，始终保持额外的空间和空余的数据文件，可以有效避免数据暴增而带来的磁盘压力。数据不断增加时，Mongo会新分配文件来存储，每次分配的文件大小是上一个数据文件大小的两倍，每个数据文件最大为2G。

Mongo数据库中每个集合和每个索引都有对应的命名空间，这些命名空间的元数据都集中在*.ns文件中。命名空间最大长度为121字节，实际应用中小于100字节。

3.2 MongoDB集合

集合就是一组文档，类似关系型数据库中的表。集合是无模式的，也就是说集合里文档是各式各样的，不会像关系型数据库那样规定表的字段结构。

集合命名规范：

• 不能使空字符串""

• 不能含有\\0，即空字符串，这个字符表示集合的结尾

• 不能以system.开头，这时系统集合保留的前缀

• 不推荐使用保留字$，因为某些系统生成的集合包含该字符

集合中还能包含子集合，推荐使用.字符分开命名表示子集合。比如有一个项目集合project，含有子集合员工集合，可以命名为project.member

3.3 MongoDB文档

文档中的键类似于关系型数据库的字段。

命名规范：

• 空格符（\\0）在键中表示键的结尾，所以键中不能包含空格符

• 不建议包含$和.

• 区分大小写，区分键值类型

• 推荐不要以_开头

• 键不能重复

文档的特点：

• 每个文档都有一个唯一的键"_id"，作用类似mysql中的id主键

• 文档中的键值对是有序的，前后顺序不同就是不同的文档

• 文档中的键值对，值可以是字符串、数字、日期等各种数据类型

• 单个文档存储大小最大是16M（因为内存有限，不排除未来官方扩大范围）

四 MongoDB数据类型

MongoDB在JSON数据类型基础上做了一些额外扩展，称之为BASON，常见数据类型有：

其他数据类型支持：正则表达式、JS代码、二进制数据、undefined未定义、数组以及各种内嵌的文档。

MongoDB3.4添加了新数据类型Decimal128，用于存储最多32位小数，与浮点数不同的是，该数值存储的是实际数据，例如9.99，在内存中就是9.99，而浮点数的9.99类似：9.9900000000000000213....所以金额操作一般使用该数据类型，可以避免精度缺失。

ObjectId：每个文档都有一个属性，为_id，保证每个文档的唯一性，可以自己去设置_id插入文档，如果没有提供，那么MongoDB为每个文档提供了一个独特的_id，类型为objectID，objectID是一个12字节的十六进制数：

• 前4个字节为当前时间戳

• 接下来3个字节的机器ID

• 接下来的2个字节中MongoDB的服务进程id

• 最后3个字节是简单的增量值

MongoDB的日期类型需要注意的地方是：日期在Mongo中以标准纪元开始的毫秒数形式存储，忽略了时区，例如中国是东八区，默认情况下，把当前时间存入Mongo，会少8个小时。在Java中，Date的时间是23:00，到了Mongo中使用Date会是15:00。当然大部分Mongo驱动在内部已经帮我们处理好了这部分，可以直接忽略时区问题。

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