MongoDB 概念解析

不管我們學(xué)習(xí)什么數(shù)據(jù)庫都應(yīng)該學(xué)習(xí)其中的基礎(chǔ)概念，在mongodb中基本的概念是文檔、集合、數(shù)據(jù)庫，下面我們挨個介紹。

創(chuàng)新互聯(lián)公司從2013年開始，公司以成都網(wǎng)站制作、做網(wǎng)站、外貿(mào)營銷網(wǎng)站建設(shè)、系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)推廣、文化傳媒、企業(yè)宣傳、平面廣告設(shè)計等為主要業(yè)務(wù)，適用行業(yè)近百種。服務(wù)企業(yè)客戶成百上千，涉及國內(nèi)多個省份客戶。擁有多年網(wǎng)站建設(shè)開發(fā)經(jīng)驗。為企業(yè)提供專業(yè)的網(wǎng)站建設(shè)、創(chuàng)意設(shè)計、宣傳推廣等服務(wù)。 通過專業(yè)的設(shè)計、獨特的風(fēng)格，為不同客戶提供各種風(fēng)格的特色服務(wù)。

下表將幫助您更容易理解Mongo中的一些概念：

SQL術(shù)語/概念	MongoDB術(shù)語/概念	解釋/說明
database	database	數(shù)據(jù)庫
table	collection	數(shù)據(jù)庫表/集合
row	document	數(shù)據(jù)記錄行/文檔
column	field	數(shù)據(jù)字段/域
index	index	索引
table joins		表連接,MongoDB不支持
primary key	primary key	主鍵,MongoDB自動將_id字段設(shè)置為主鍵

通過下圖實例，我們也可以更直觀的了解Mongo中的一些概念：

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數(shù)據(jù)庫

一個mongodb中可以建立多個數(shù)據(jù)庫。

MongoDB的默認(rèn)數(shù)據(jù)庫為"db"，該數(shù)據(jù)庫存儲在data目錄中。

MongoDB的單個實例可以容納多個獨立的數(shù)據(jù)庫，每一個都有自己的集合和權(quán)限，不同的數(shù)據(jù)庫也放置在不同的文件中。

"show dbs" 命令可以顯示所有數(shù)據(jù)的列表。

$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> show dbs
local  0.078GB
test   0.078GB
> 

執(zhí)行 "db" 命令可以顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫對象或集合。

$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> db
test
> 

運(yùn)行"use"命令，可以連接到一個指定的數(shù)據(jù)庫。

> use local
switched to db local
> db
local
> 

以上實例命令中，"local" 是你要鏈接的數(shù)據(jù)庫。

在下一個章節(jié)我們將詳細(xì)講解MongoDB中命令的使用。

數(shù)據(jù)庫也通過名字來標(biāo)識。數(shù)據(jù)庫名可以是滿足以下條件的任意UTF-8字符串。

• 不能是空字符串（"")。
• 不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
• 應(yīng)全部小寫。
• 最多64字節(jié)。

有一些數(shù)據(jù)庫名是保留的，可以直接訪問這些有特殊作用的數(shù)據(jù)庫。

• admin： 從權(quán)限的角度來看，這是"root"數(shù)據(jù)庫。要是將一個用戶添加到這個數(shù)據(jù)庫，這個用戶自動繼承所有數(shù)據(jù)庫的權(quán)限。一些特定的服務(wù)器端命令也只能從這個數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，比如列出所有的數(shù)據(jù)庫或者關(guān)閉服務(wù)器。
• local: 這個數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會被復(fù)制，可以用來存儲限于本地單臺服務(wù)器的任意集合
• config: 當(dāng)Mongo用于分片設(shè)置時，config數(shù)據(jù)庫在內(nèi)部使用，用于保存分片的相關(guān)信息。

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文檔(Document)

文檔是一組鍵值(key-value)對(即 BSON)。MongoDB 的文檔不需要設(shè)置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的數(shù)據(jù)類型，這與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有很大的區(qū)別，也是 MongoDB 非常突出的特點。

一個簡單的文檔例子如下：

{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鳥教程"}

下表列出了 RDBMS 與 MongoDB 對應(yīng)的術(shù)語：

RDBMS	MongoDB
數(shù)據(jù)庫	數(shù)據(jù)庫
表格	集合
行	文檔
列	字段
表聯(lián)合	嵌入文檔
主鍵	主鍵 (MongoDB 提供了 key 為 _id )
數(shù)據(jù)庫服務(wù)和客戶端
Mysqld/Oracle	mongodb
mysql/sqlplus	mongo

需要注意的是：

1. 文檔中的鍵/值對是有序的。
2. 文檔中的值不僅可以是在雙引號里面的字符串，還可以是其他幾種數(shù)據(jù)類型（甚至可以是整個嵌入的文檔)。
3. MongoDB區(qū)分類型和大小寫。
4. MongoDB的文檔不能有重復(fù)的鍵。
5. 文檔的鍵是字符串。除了少數(shù)例外情況，鍵可以使用任意UTF-8字符。

文檔鍵命名規(guī)范：

• 鍵不能含有\(zhòng)0 (空字符)。這個字符用來表示鍵的結(jié)尾。
• .和$有特別的意義，只有在特定環(huán)境下才能使用。
• 以下劃線"_"開頭的鍵是保留的(不是嚴(yán)格要求的)。

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集合

集合就是 MongoDB 文檔組，類似于 RDBMS （關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Relational Database Management System)中的表格。

集合存在于數(shù)據(jù)庫中，集合沒有固定的結(jié)構(gòu)，這意味著你在對集合可以插入不同格式和類型的數(shù)據(jù)，但通常情況下我們插入集合的數(shù)據(jù)都會有一定的關(guān)聯(lián)性。

比如，我們可以將以下不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文檔插入到集合中：

{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
{"site":"www.runoob.com","name":"菜鳥教程","num":5}

當(dāng)?shù)谝粋€文檔插入時，集合就會被創(chuàng)建。

合法的集合名

• 集合名不能是空字符串""。
• 集合名不能含有\(zhòng)0字符（空字符)，這個字符表示集合名的結(jié)尾。
• 集合名不能以"system."開頭，這是為系統(tǒng)集合保留的前綴。
• 用戶創(chuàng)建的集合名字不能含有保留字符。有些驅(qū)動程序的確支持在集合名里面包含，這是因為某些系統(tǒng)生成的集合中包含該字符。除非你要訪問這種系統(tǒng)創(chuàng)建的集合，否則千萬不要在名字里出現(xiàn)$?！?/li>

如下實例：

db.col.findOne()

capped collections

Capped collections 就是固定大小的collection。

它有很高的性能以及隊列過期的特性(過期按照插入的順序). 有點和 "RRD" 概念類似。

Capped collections 是高性能自動的維護(hù)對象的插入順序。它非常適合類似記錄日志的功能和標(biāo)準(zhǔn)的 collection 不同，你必須要顯式的創(chuàng)建一個capped collection，指定一個 collection 的大小，單位是字節(jié)。collection 的數(shù)據(jù)存儲空間值提前分配的。

Capped collections 可以按照文檔的插入順序保存到集合中，而且這些文檔在磁盤上存放位置也是按照插入順序來保存的，所以當(dāng)我們更新Capped collections 中文檔的時候，更新后的文檔不可以超過之前文檔的大小，這樣話就可以確保所有文檔在磁盤上的位置一直保持不變。

由于 Capped collection 是按照文檔的插入順序而不是使用索引確定插入位置，這樣的話可以提高增添數(shù)據(jù)的效率。MongoDB 的操作日志文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 來實現(xiàn)的。

要注意的是指定的存儲大小包含了數(shù)據(jù)庫的頭信息。

db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})

• 在 capped collection 中，你能添加新的對象。
• 能進(jìn)行更新，然而，對象不會增加存儲空間。如果增加，更新就會失敗 。
• 使用 Capped Collection 不能刪除一個文檔，可以使用 drop() 方法刪除 collection 所有的行。
• 刪除之后，你必須顯式的重新創(chuàng)建這個 collection。
• 在32bit機(jī)器中，capped collection 最大存儲為 1e9( 1X10⁹)個字節(jié)。

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元數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫的信息是存儲在集合中。它們使用了系統(tǒng)的命名空間：

dbname.system.*

在MongoDB數(shù)據(jù)庫中名字空間 .system.* 是包含多種系統(tǒng)信息的特殊集合(Collection)，如下:

集合命名空間	描述
dbname.system.namespaces	列出所有名字空間。
dbname.system.indexes	列出所有索引。
dbname.system.profile	包含數(shù)據(jù)庫概要(profile)信息。
dbname.system.users	列出所有可訪問數(shù)據(jù)庫的用戶。
dbname.local.sources	包含復(fù)制對端（slave）的服務(wù)器信息和狀態(tài)。

對于修改系統(tǒng)集合中的對象有如下限制。

在{{system.indexes}}插入數(shù)據(jù)，可以創(chuàng)建索引。但除此之外該表信息是不可變的(特殊的drop index命令將自動更新相關(guān)信息)。

{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可刪除的。

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MongoDB 數(shù)據(jù)類型

下表為MongoDB中常用的幾種數(shù)據(jù)類型。

數(shù)據(jù)類型	描述
String	字符串。存儲數(shù)據(jù)常用的數(shù)據(jù)類型。在 MongoDB 中，UTF-8 編碼的字符串才是合法的。
Integer	整型數(shù)值。用于存儲數(shù)值。根據(jù)你所采用的服務(wù)器，可分為 32 位或 64 位。
Boolean	布爾值。用于存儲布爾值（真/假）。
Double	雙精度浮點值。用于存儲浮點值。
Min/Max keys	將一個值與 BSON（二進(jìn)制的 JSON）元素的最低值和最高值相對比。
Array	用于將數(shù)組或列表或多個值存儲為一個鍵。
Timestamp	時間戳。記錄文檔修改或添加的具體時間。
Object	用于內(nèi)嵌文檔。
Null	用于創(chuàng)建空值。
Symbol	符號。該數(shù)據(jù)類型基本上等同于字符串類型，但不同的是，它一般用于采用特殊符號類型的語言。
Date	日期時間。用 UNIX 時間格式來存儲當(dāng)前日期或時間。你可以指定自己的日期時間：創(chuàng)建 Date 對象，傳入年月日信息。
Object ID	對象 ID。用于創(chuàng)建文檔的 ID。
Binary Data	二進(jìn)制數(shù)據(jù)。用于存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
Code	代碼類型。用于在文檔中存儲 JavaScript 代碼。
Regular expression	正則表達(dá)式類型。用于存儲正則表達(dá)式。

下面說明下幾種重要的數(shù)據(jù)類型。

ObjectId

ObjectId 類似唯一主鍵，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含義是：

• 前 4 個字節(jié)表示創(chuàng)建 unix 時間戳,格林尼治時間 UTC 時間，比北京時間晚了 8 個小時
• 接下來的 3 個字節(jié)是機(jī)器標(biāo)識碼
• 緊接的兩個字節(jié)由進(jìn)程 id 組成 PID
• 最后三個字節(jié)是隨機(jī)數(shù)

MongoDB 中存儲的文檔必須有一個 _id 鍵。這個鍵的值可以是任何類型的，默認(rèn)是個 ObjectId 對象

由于 ObjectId 中保存了創(chuàng)建的時間戳，所以你不需要為你的文檔保存時間戳字段，你可以通過 getTimestamp 函數(shù)來獲取文檔的創(chuàng)建時間:

> var newObject = ObjectId()
> newObject.getTimestamp()
ISODate("2017-11-25T07:21:10Z")

ObjectId 轉(zhuǎn)為字符串

> newObject.str
5a1919e63df83ce79df8b38f

字符串

BSON 字符串都是 UTF-8 編碼。

時間戳

BSON 有一個特殊的時間戳類型用于 MongoDB 內(nèi)部使用，與普通的 日期 類型不相關(guān)。 時間戳值是一個 64 位的值。其中：

• 前32位是一個 time_t 值（與Unix新紀(jì)元相差的秒數(shù)）
• 后32位是在某秒中操作的一個遞增的序數(shù)

在單個 mongod 實例中，時間戳值通常是唯一的。

在復(fù)制集中， oplog 有一個 ts 字段。這個字段中的值使用BSON時間戳表示了操作時間。

BSON 時間戳類型主要用于 MongoDB 內(nèi)部使用。在大多數(shù)情況下的應(yīng)用開發(fā)中，你可以使用 BSON 日期類型。

日期

表示當(dāng)前距離 Unix新紀(jì)元（1970年1月1日）的毫秒數(shù)。日期類型是有符號的, 負(fù)數(shù)表示 1970 年之前的日期。

> var mydate1 = new Date()     //格林尼治時間
> mydate1
ISODate("2018-03-04T14:58:51.233Z")
> typeof mydate1
object

> var mydate2 = ISODate() //格林尼治時間
> mydate2
ISODate("2018-03-04T15:00:45.479Z")
> typeof mydate2
object

這樣創(chuàng)建的時間是日期類型，可以使用 JS 中的 Date 類型的方法。

返回一個時間類型的字符串：

> var mydate1str = mydate1.toString()
> mydate1str
Sun Mar 04 2018 14:58:51 GMT+0000 (UTC) 
> typeof mydate1str
string

或者

> Date()
Sun Mar 04 2018 15:02:59 GMT+0000 (UTC) 

本文題目：創(chuàng)新互聯(lián)MongoDB教程：MongoDB 概念解析
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