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本文目錄：
1.MongoDB簡介
2.MongoDB安裝
3.MongoDB圖形化管理工具
4.MongoDB的欄位型別
5.MongoDB的基本操作
6.MongoDB的查詢方式
7.MongoDB高階操作
8.MongoDB的安全
9.MongoDB的複製
10.mongoDB的備份與恢復
1.MongoDB簡介
MongoDB 是一個基於分散式 檔案儲存的NoSQL資料庫
由C++語言編寫，執行穩定，效能高
旨在為 WEB 應用提供可擴充套件的高效能資料儲存解決方案
檢視官方網站:https://www.mongodb.com/
MongoDB特點:
模式自由 :可以把不同結構的文件儲存在同一個資料庫裡
面向集合的儲存
完整的索引支援：對任何屬性可索引
複製和高可用性：支援伺服器之間的資料複製，支援主-從模式及伺服器之間的相互複製。複製的主要目的是提供冗餘及自動故障轉移
自動分片：支援雲級別的伸縮性：自動分片功能支援水平的資料庫叢集，可動態新增額外的機器
豐富的查詢：支援豐富的查詢表達方式，查詢指令使用JSON形式的標記，可輕易查詢文件中的內嵌的物件及陣列
快速就地更新：查詢優化器會分析查詢表示式，並生成一個高效的查詢計劃
高效的傳統儲存方式：支援二進位制資料及大型物件（如照片或圖片）
基本：
MongoDB將資料儲存為一個文件，資料結構由鍵值(key=>value)對組成
MongoDB文件類似於JSON物件，欄位值可以包含其他文件、陣列、文件陣列
名詞：
| SQL術語/概念 | MongoDB術語/概念 | 解釋/說明 |
|---|---|---|
| database | database | 資料庫 |
| table | collection | 資料庫表/集合 |
| row | document | 資料記錄行/文件 |
| column | field | 資料欄位/域 |
| index | index | 索引 |
| table joins | 表連線,MongoDB不支援 | |
| primary key | primary key | 主鍵,MongoDB自動將_id欄位設定為主鍵 |
集合就是關係資料庫中的表
文件對應著關係資料庫中的行
文件，就是一個物件，由鍵值對構成，是json的擴充套件Bson形式
集合：類似於關係資料庫中的表，儲存多個文件，結構不固定，如可以儲存如下文件在一個集合中{'name':'Tony','gender':'男'}
{'name':'Tony','gender':'男'}
{'name':'kate','age':18}
{'book':'jack','heros':'108'}一個伺服器通常有多個數據庫
2.MongoDB安裝
下載mongodb的版本，兩點注意
根據業界規則，偶數為穩定版，如1.6.X，奇數為開發版，如1.7.X
32bit的mongodb最大隻能存放2G的資料，64bit就沒有限制
ubuntu安裝：
1.安裝：
sudo apt-get install mongodb等待安裝之後輸入
mongo --version檢視mongo版本，筆者安裝的是 2.6.10
2.啟動和關閉mongodb：
service mongodb start
service mongodb stop檢視是否啟動成功：
pgrep mongo -l #英文字母l3.進入mongo
mongo輸入mongo之後，預設連線test資料庫
db：檢視當前資料庫名稱
show dbs：顯示資料庫列表
show collections：顯示當前資料庫中的集合（類似關係資料庫中的表table）
show users：顯示所有使用者
use yourDB：切換當前資料庫至yourDB ,如果資料庫不存在，則指向資料庫，但不建立，直到插入資料或建立集合時資料庫才被建立
db.help() ：顯示資料庫操作命令
db.dropDatabase()：刪除當前指向的資料庫,如果資料庫不存在，則什麼也不做
quit()：推出資料庫
3.MongoDB圖形化管理工具
還有：robomongo等
4.MongoDB的欄位型別
常用的幾種資料型別：
Object ID：文件ID
String：字串，最常用，必須是有效的UTF-8
Boolean：儲存一個布林值，true或false
Integer：整數可以是32位或64位，這取決於伺服器
Double：儲存浮點值
Arrays：陣列或列表，多個值儲存到一個鍵
Object：用於嵌入式的文件，即一個值為一個文件
Null：儲存Null值
Timestamp：時間戳
Date：儲存當前日期或時間的UNIX時間格式
object id:
每個文件都有一個屬性，為_id，保證每個文件的唯一性
可以自己去設定_id插入文件
如果沒有提供，那麼MongoDB為每個文件提供了一個獨特的_id，型別為objectID
objectID是一個12位元組的十六進位制數
前4個位元組為當前時間戳
接下來3個位元組的機器ID
接下來的2個位元組中MongoDB的服務程序id
最後3個位元組是簡單的增量值
object id：
每個文件都有一個屬性，為_id，保證每個文件的唯一性
可以自己去設定_id插入文件
如果沒有提供，那麼MongoDB為每個文件提供了一個獨特的_id，型別為objectID
objectID是一個12位元組的十六進位制數
前4個位元組為當前時間戳
接下來3個位元組的機器ID
接下來的2個位元組中MongoDB的服務程序id
最後3個位元組是簡單的增量值
5.MongoDB的基本操作
集合的操作：
集合建立
db.createCollection(name, options)
name是要建立的集合的名稱
options是一個文件，用於指定集合的配置
選項引數是可選的，所以只需要到指定的集合名稱。以下是可以使用的選項列表：
例1：不限制集合大小
db.createCollection("stu")
例2：限制集合大小，後面學會插入語句後可以檢視效果
引數capped：預設值為false表示不設定上限，值為true表示設定上限
引數size：當capped值為true時，需要指定此引數，表示上限大小，當文件達到上限時，會將之前的資料覆蓋，單位為位元組
db.createCollection("sub", { capped : true, size : 10 } )
檢視當前資料庫的集合
show collections
刪除集合
db.集合名稱.drop()
插入
db.集合名稱.insert(document)例1
db.stu.insert({name:'gj',gender:1})s1={_id:'20160101',name:'hr'}
s1.gender=0
db.stu.insert(s1)簡單查詢
db.集合名稱.find()更新
db.集合名稱.update(
<query>,
<update>,
{multi: <boolean>}
)引數query:查詢條件，類似sql語句update中where部分
引數update:更新操作符，類似sql語句update中set部分
引數multi:可選，預設是false，表示只更新找到的第一條記錄，值為true表示把滿足條件的文件全部更新
例3：全文件更新
db.stu.update({name:'hr'},{name:'mnc'})例4：指定屬性更新，通過操作符$set
db.stu.insert({name:'hr',gender:0})
db.stu.update({name:'hr'},{$set:{name:'hys'}})例5：修改多條匹配到的資料
db.stu.update({},{$set:{gender:0}},{multi:true})db.集合名稱.save(document)例6
db.stu.save({_id:'20160102','name':'yk',gender:1})例7
db.stu.save({_id:'20160102','name':'wyk'})
刪除
db.集合名稱.remove(
<query>,
{
justOne: <boolean>
}
)引數query:可選，刪除的文件的條件
引數justOne:可選，如果設為true或1，則只刪除一條，預設false，表示刪除多條
例8：只刪除匹配到的第一條
db.stu.remove({gender:0},{justOne:true})例9：全部刪除
db.stu.remove({})
例10
建立集合
db.createCollection('sub',{capped:true,size:10})插入第一條資料庫查詢
db.sub.insert({title:'linux',count:10})
db.sub.find()db.sub.insert({title:'web',count:15})
db.sub.find()db.sub.insert({title:'sql',count:8})
db.sub.find()db.sub.insert({title:'django',count:12})
db.sub.find()db.sub.insert({title:'python',count:14})
db.sub.find()6.MongoDB的查詢方式
基本查詢
方法find()：查詢
db.集合名稱.find({條件文件})方法findOne()：查詢，只返回第一個
db.集合名稱.findOne({條件文件})方法pretty()：將結果格式化
db.集合名稱.find({條件文件}).pretty()比較運算子
等於，預設是等於判斷，沒有運算子
小於$lt
小於或等於$lte
大於$gt
大於或等於$gte
不等於$ne
例1：查詢名稱等於'gj'的學生
db.stu.find({name:'gj'})例2：查詢年齡大於或等於18的學生
db.stu.find({age:{$gte:18}})邏輯運算子
查詢時可以有多個條件，多個條件之間需要通過邏輯運算子連線
邏輯與：預設是邏輯與的關係
例3：查詢年齡大於或等於18，並且性別為1的學生
db.stu.find({age:{$gte:18},gender:1})邏輯或：使用$or
例4：查詢年齡大於18，或性別為0的學生
db.stu.find({$or:[{age:{$gt:18}},{gender:1}]})and和or一起使用
例5：查詢年齡大於18或性別為0的學生，並且學生的姓名為gj
db.stu.find({$or:[{age:{$gte:18}},{gender:1}],name:'gj'})範圍運算子
使用"$in"，"$nin" 判斷是否在某個範圍內
例6：查詢年齡為18、28的學生
db.stu.find({age:{$in:[18,28]}})支援正則表示式
使用//或$regex編寫正則表示式
例7：查詢姓黃的學生
db.stu.find({name:/^黃/})
db.stu.find({name:{$regex:'^黃'}}})自定義查詢
使用$where後面寫一個函式，返回滿足條件的資料
例7：查詢年齡大於30的學生
db.stu.find({$where:function(){return this.age>20}})Limit：
方法limit()：用於讀取指定數量的文件
語法：
db.集合名稱.find().limit(NUMBER)引數NUMBER表示要獲取文件的條數
如果沒有指定引數則顯示集合中的所有文件
例1：查詢2條學生資訊
db.stu.find().limit(2)skip
方法skip()：用於跳過指定數量的文件
語法：
db.集合名稱.find().skip(NUMBER)引數NUMBER表示跳過的記錄條數，預設值為0
例2：查詢從第3條開始的學生資訊
db.stu.find().skip(2)一起使用
方法limit()和skip()可以一起使用，不分先後順序
建立資料集
for(i=0;i<15;i++){db.t1.insert({_id:i})}查詢第5至8條資料
db.stu.find().limit(4).skip(5)或
db.stu.find().skip(5).limit(4)投影
在查詢到的返回結果中，只選擇必要的欄位，而不是選擇一個文件的整個欄位
如：一個文件有5個欄位，需要顯示只有3個，投影其中3個欄位即可
語法：
引數為欄位與值，值為1表示顯示，值為0不顯示
db.集合名稱.find({},{欄位名稱:1,...})對於需要顯示的欄位，設定為1即可，不設定即為不顯示
特殊：對於_id列預設是顯示的，如果不顯示需要明確設定為0
例1
db.stu.find({},{name:1,gender:1})例2
db.stu.find({},{_id:0,name:1,gender:1})排序
方法sort()，用於對結果集進行排序
db.集合名稱.find().sort({欄位:1,...})引數1為升序排列
引數-1為降序排列
例1：根據性別降序，再根據年齡升序
db.stu.find().sort({gender:-1,age:1})統計個數
方法count()用於統計結果集中文件條數
db.集合名稱.find({條件}).count()也可以與為
db.集合名稱.count({條件})例1：統計男生人數
db.stu.find({gender:1}).count()例2：統計年齡大於20的男生人數
db.stu.count({age:{$gt:20},gender:1})
消除重複
方法distinct()對資料進行去重
db.集合名稱.distinct('去重欄位',{條件})例1:查詢年齡大於18的性別（去重）
db.stu.distinct('gender',{age:{$gt:18}})7.MongoDB高階操作
包括聚合、主從複製、分片、備份與恢復、MR
聚合 aggregate:
聚合(aggregate)主要用於計算資料，類似sql中的sum()、avg()
db.集合名稱.aggregate([{管道:{表示式}}])管道
管道在Unix和Linux中一般用於將當前命令的輸出結果作為下一個命令的輸入
ps ajx | grep mongo
在mongodb中，管道具有同樣的作用，文件處理完畢後，通過管道進行下一次處理
常用管道
$group：將集合中的文件分組，可用於統計結果
$match：過濾資料，只輸出符合條件的文件
$project：修改輸入文件的結構，如重新命名、增加、刪除欄位、建立計算結果
$sort：將輸入文件排序後輸出
$limit：限制聚合管道返回的文件數
$skip：跳過指定數量的文件，並返回餘下的文件
$unwind：將陣列型別的欄位進行拆分
表示式
處理輸入文件並輸出
表示式:'$列名'常用表示式
$sum：計算總和，$sum:1同count表示計數
$avg：計算平均值
$min：獲取最小值
$max：獲取最大值
$push：在結果文件中插入值到一個數組中
$first：根據資源文件的排序獲取第一個文件資料
$last：根據資源文件的排序獲取最後一個文件資料
$group
將集合中的文件分組，可用於統計結果
_id表示分組的依據，使用某個欄位的格式為'$欄位'
例1：統計男生、女生的總人數
db.stu.aggregate([
{$group:
{
_id:'$gender',
counter:{$sum:1}
}
}
])Group by null
將集合中所有文件分為一組
例2：求學生總人數、平均年齡
db.stu.aggregate([
{$group:
{
_id:null,
counter:{$sum:1},
avgAge:{$avg:'$age'}
}
}
])
透視資料
例3：統計學生性別及學生姓名
db.stu.aggregate([
{$group:
{
_id:'$gender',
name:{$push:'$name'}
}
}
])
使用$$ROOT可以將文件內容加入到結果集的陣列中，程式碼如下
db.stu.aggregate([
{$group:
{
_id:'$gender',
name:{$push:'$$ROOT'}
}
}
])
$match：
用於過濾資料，只輸出符合條件的文件
使用MongoDB的標準查詢操作
例1：查詢年齡大於20的學生
db.stu.aggregate([
{$match:{age:{$gt:20}}}
])例2：查詢年齡大於20的男生、女生人數
db.stu.aggregate([
{$match:{age:{$gt:20}}},
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}}
])
$project:
修改輸入文件的結構，如重新命名、增加、刪除欄位、建立計算結果
例1：查詢學生的姓名、年齡
db.stu.aggregate([
{$project:{_id:0,name:1,age:1}}
])例2：查詢男生、女生人數，輸出人數
db.stu.aggregate([
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}},
{$project:{_id:0,counter:1}}
])
$sort
將輸入文件排序後輸出
例1：查詢學生資訊，按年齡升序
b.stu.aggregate([{$sort:{age:1}}])
例2：查詢男生、女生人數，按人數降序
db.stu.aggregate([
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}},
{$sort:{counter:-1}}
])
$limit
限制聚合管道返回的文件數
例1：查詢2條學生資訊
db.stu.aggregate([{$limit:2}])$skip
跳過指定數量的文件，並返回餘下的文件
例2：查詢從第3條開始的學生資訊
db.stu.aggregate([{$skip:2}])db.stu.aggregate([
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}},
{$sort:{counter:1}},
{$skip:1},
{$limit:1}
])注意順序：先寫skip，再寫limit
$unwind
將文件中的某一個數組型別欄位拆分成多條，每條包含陣列中的一個值
語法1
對某欄位值進行拆分
db.集合名稱.aggregate([{$unwind:'$欄位名稱'}])構造資料
db.t2.insert({_id:1,item:'t-shirt',size:['S','M','L']})查詢
db.t2.aggregate([{$unwind:'$size'}])
語法2
對某欄位值進行拆分
處理空陣列、非陣列、無欄位、null情況
db.inventory.aggregate([{
$unwind:{
path:'$欄位名稱',
preserveNullAndEmptyArrays:<boolean>#防止資料丟失
}
}])構造資料
db.t3.insert([
{ "_id" : 1, "item" : "a", "size": [ "S", "M", "L"] },
{ "_id" : 2, "item" : "b", "size" : [ ] },
{ "_id" : 3, "item" : "c", "size": "M" },
{ "_id" : 4, "item" : "d" },
{ "_id" : 5, "item" : "e", "size" : null }
])使用語法1查詢
db.t3.aggregate([{$unwind:'$size'}])檢視查詢結果，發現對於空陣列、無欄位、null的文件，都被丟棄了
問：如何能不丟棄呢？
答：使用語法2查詢
db.t3.aggregate([{$unwind:{path:'$sizes',preserveNullAndEmptyArrays:true}}])8.MongoDB的安全
超級管理員
為了更安全的訪問mongodb，需要訪問者提供使用者名稱和密碼，於是需要在mongodb中建立使用者
採用了角色-使用者-資料庫的安全管理方式
常用系統角色如下：
root：只在admin資料庫中可用，超級賬號，超級許可權
Read：允許使用者讀取指定資料庫
readWrite：允許使用者讀寫指定資料庫
建立超級管理使用者
use admin
db.createUser({
user:'admin',
pwd:'123',
roles:[{role:'root',db:'admin'}]
})啟用安全認證
修改配置檔案
sudo vi /etc/mongod.conf啟用身份驗證
注意：keys and values之間一定要加空格, 否則解析會報錯
security:
authorization: enabled重啟服務
sudo service mongod stop
sudo service mongod start終端連線
mongo -u 'admin' -p '123' --authenticationDatabase 'admin'普通使用者管理
使用超級管理員登入，然後進入使用者管理操作
檢視當前資料庫的使用者
use test1
show users建立普通使用者
db.createUser({
user:'t1',
pwd:'123',
roles:[{role:'readWrite',db:'test1'}]
})終端連線
mongo -u t1 -p 123 --authenticationDatabase test1
切換資料庫，執行命令檢視效果
修改使用者：可以修改pwd、roles屬性
db.updateUser('t1',{pwd:'456'})9.MongoDB的複製
什麼是複製
複製提供了資料的冗餘備份，並在多個伺服器上儲存資料副本，提高了資料的可用性，並可以保證資料的安全性
複製還允許從硬體故障和服務中斷中恢復資料
為什麼要複製
資料備份
資料災難恢復
讀寫分離
高（24* 7）資料可用性
無宕機維護
副本集對應用程式是透明
複製的工作原理
複製至少需要兩個節點A、B...
A是主節點，負責處理客戶端請求
其餘的都是從節點，負責複製主節點上的資料
節點常見的搭配方式為：一主一從、一主多從
主節點記錄在其上的所有操作，從節點定期輪詢主節點獲取這些操作，然後對自己的資料副本執行這些操作，從而保證從節點的資料與主節點一致
主節點與從節點進行資料互動保障資料的一致性
複製的特點
N 個節點的叢集
任何節點可作為主節點
所有寫入操作都在主節點上
自動故障轉移
自動恢復
實現：
10.mongoDB的備份與恢復
備份
mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
-h：伺服器地址，也可以指定埠號
-d：需要備份的資料庫名稱
-o：備份的資料存放位置，此目錄中存放著備份出來的資料
例1
sudo mkdir test1bak
sudo mongodump -h 192.168.196.128:27017 -d test1 -o ~/Desktop/test1bak恢復
mongorestore -h dbhost -d dbname --dir dbdirectory
-h：伺服器地址
-d：需要恢復的資料庫例項
--dir：備份資料所在位置
例2
mongorestore -h 192.168.196.128:27017 -d test2 --dir ~/Desktop/test1bak/test1