寫在之前

MongoDB 也是當下比較火的資料庫之一，因為時代的發展需要 NoSQL，還是老辦法，在本篇文章中呢，我先來介紹一下 MongoDB 資料庫的安裝執行和使用，以及用 Python 連線 MongoDB，下面就開始今天的學習。

MongoDB 簡介

在這之前，我們先來了解一下什麼是 NoSQL：

NoSQL 也就是 Not only SQL，指的是非關係型資料庫，它是為了大規模 Web
應用而生的，它的特徵諸如模式自由、支援簡易複製、簡單的 API、大容量資料等。

MongoDB 是 NoSQL 中的一種，選擇它的原因是它具有如下特點：

• 面向文件儲存。

• 對任何物件可索引。

• 複製和高可用性。

• 自動分片。

• 豐富的查詢。

• 快速就地更新。

基於 MongoDB 的特點，它擅長的領域如下：

• 大資料。

• 內容管理和交付。

• 移動和社交基礎設施。

• 資料平臺。

如果大家感興趣的話，也可以去學習其它的 NoSQL 資料庫。

安裝 MongoDB

這個和 MySQL 一樣，你要使用它，首先就要安裝。因為篇幅有限且每個人的作業系統都不一樣，具體怎麼安裝，我不在這贅述，網上的教程很多，隨便 Google 一下就是一大堆。

啟動 MongoDB

安裝完畢後就可以啟動資料庫。我在這裡建立一個簡單的庫，並且捎帶說明 MongoDB 的基本要點，目的在於為後面用 Python 來操作它做鋪墊。在這我以 windows 為例，首先進入到 MongoDB 的互動模式下：

上圖我截取了一部分，在 windows 的 cmd 中，進入到你安裝 MongoDB 的目錄下的 bin 資料夾中，執行 mongo.exe 進入到 MongoDB 互動模式。進入之後有點類似 MySQL 的狀態。

在 MongoDB 中，有一個全域性變數 db，使用哪個資料庫，哪個資料庫就會作為物件被賦值給這個全域性變數 db。如果這個資料庫不存在，就會被新建。

> use mydb
switched to db mydb
> db
mydb
>

除非是向這個資料庫中增加實質性的內容，否則它是看不到的。

> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB

向這個資料庫中增加一些東西，MongoDB 的基本單元是「文件」。所謂的「文件」就是類似於 Python 中的字典，以「鍵/值對」的方式儲存資料。

> book = {"title":"zero study python","author":"rocky","like":"python"}
{ "title" : "zero study python", "author" : "rocky", "like" : "python" }
> db.books.insert(book)
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.books.find()
{ "_id" : ObjectId("5bab28b6a1888724cb5ba515"), "title" : "zero study python", "
author" : "rocky", "like" : "python" }

db 指向了資料庫 mydb，books 是這個資料庫裡面的一個集合（類似於 MySQL 中的表），向集合 books 裡面插入了一個文件（文件對應 MySQL 裡面的記錄）。「資料庫」、「集合」、「文件」構成了 MongoDB 資料庫。

上面的操作有一個比較有意思的地方，並沒有 create 之類的命令，用到資料庫，就通過 use ，如果不存在就建立；用到集合，就通過 db. 來使用，如果沒有就建立。可以總結為“隨用，隨取，隨建立”，簡單的一批。

> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
mydb    0.000GB

當有了內容以後，就可以看到剛才用到的資料庫 mydb 了。簡單的使用就是這些，下面就來重頭戲啦，畢竟我們是主學 Python 的啊。

安裝 pymongo

要用 Python 來驅動 MongoDB，必須要安裝驅動模組，即 pymongo，這個跟操作 MySQL 是類似的。安裝方法推薦如下（windows 下）：

pip3 install pymongo

如果順利就會看到最後的提示：

Installing collected packages: pymongo
Successfully installed pymongo-3.7.1

然後我們來看一下安裝的版本號：

>>> import pymongo
>>> pymongo.version
'3.7.1'

上面 import pymongo 沒有問題，證明一切都可以了。

Python 連線 MongoDB

既然 Python 驅動 MongoDB 的模組 pymongo 已安裝完畢，那麼接下來就是連線，即「建立連線物件」。

>>> import pymongo
>>> pymongo.Connection('localhost',27017)
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'module' object has no attribute 'Connection'

竟然報錯？？怎麼回事？？明明很多書上都是這麼寫的，為啥會報錯呢?一定要注意這裡的坑！這個很版本有關係，我剛學的時候這裡直接把我坑傻了。如何你用的是舊版本的 pymongo，比如 2.8 的，你仍然可以用上面的方法，但是你如果用的是新版本的，就得注意一下了，有時候不能盲目的相信書上的東西，因為會有些東西是會變的！

>>> dir(pymongo)

是時候請出我們的 dir 來了，看看哪些方法可用，因為結果太多我就不貼上來了，你可以自行在互動模式執行，執行的結果你會發現裡面沒有 Connection() 這個方法，但是發現有一個 MongoClient()，這是柳暗花明又一村。

>>> client = pymongo.MongoClient('localhost',27017)

隨著上面這行程式碼的執行，Python 已經和 MongoDB 建立了連線。剛才我們已經建立了一個數據庫 mydb，並且在這個庫裡面有一個集合 books，於是：

>>> mdb = client.mydb

或者是：

>>> mdb = client['mydb']

上面的程式碼獲得了資料庫 mydb，並賦值給變數 mdb。

>>> mdb.collection_names()
[u'books']

檢視集合，發現了我們已經建立好的那個 books，於是再獲取這個集合，並賦值給一個變數 books：

>>> books = mdb["books"]

或者是：

>>> books = mdb.books

接下來，我們就可以操作這個集合中的具體內容啦。

上面的 books 所引用的是一個 MongoDB 的集合物件，它跟前面學習過的其它物件一樣，也有一些方法供我們使用。

編輯

>>> type(books)
<class 'pymongo.collection.Collection'>
>>> dir(books)

還是用我們的老朋友 dir() ，你在自己的互動模式下執行的結果會發現有很多的方法，這麼多方法在這裡我不會一一介紹，只是按照「增刪改查」的常用功能介紹幾種，大家可以用 help() 去檢視每一種方法的使用說明。

>>> books.find_one()
{u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
rocky', u'title': u'zero study python'}

這裡提醒大家注意的是，MongoDB 的 shell 中的命令與 pymongo 中的方法有時候會稍有差別，這個務必小心。

目前在集合 books 中只有一個文件，如果還想再增加，就需要進行「增刪改查」的常規操作。

1.增加

>>> b2 = {"title":"physics","author":"leey","like":"English"}
>>> books.insert(b2)
ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30')

上面成功的向集合中增加一個文件。

>>> books.find().count()
2

這是檢視當前集合有多少個文件的方式，返回值為 2，則說明集合中有兩個文件，但還是要看看內容的：

>>> books.find_one()
{u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
rocky', u'title': u'zero study python'}

這個命令就不行，因為它只返回第一條，必須要：

>>> for i in books.find():
...    print(i)
...
{u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
rocky', u'title': u'zero study python'}
{u'title': u'physics', u'_id': ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30'), u'like': u'
English', u'author': u'leey'}

在 books 引用的印象中有 find() 方法，它返回的是一個可迭代物件，包含著集合中所有的文件。

由於文件是「鍵/值對」，不一定每一個文件的結構都要一樣。比如可以在集合中插入像下面這樣的文件：

>>> books.insert({"name":"qwer"})
ObjectId('5badb9f1b2e7d42bccfb6b31')
>>> for i in books.find():
...    print(i)
...
{u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
rocky', u'title': u'zero study python'}
{u'title': u'physics', u'_id': ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30'), u'like': u'
English', u'author': u'leey'}
{u'_id': ObjectId('5badb9f1b2e7d42bccfb6b31'), u'name': u'qwer'}

如果有多個文件，想同時插入到集合中，可以像下面這樣做：

>>> n1 = {"title":"enter","name":"bash"}
>>> n2 = {"title":"code","name":"john"}
>>> n3 = {"title":"warner","name":"lisp"}
>>> n = [n1,n2,n3]
>>> n
[{'name': 'bash', 'title': 'enter'}, {'name': 'john', 'title': 'code'}, {'name':
'lisp', 'title': 'warner'}]


>>> books.insert(n)
[ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b32'), ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b33'), Obj
ectId('5badc702b2e7d42bccfb6b34')]

這樣就完成了所謂的批量插入，檢視一下文件個數：

>>> books.find().count()
6

這裡需要提醒一下的是，批量插入的文件大小是有限制的，具體是多少沒有碰到過，一般情況下或許達不到上限，如果遇到極端情況，那麼就要多多注意啦。

2.查詢

如果要查詢的話，除了通過迴圈以外，能不能按照某個條件查詢呢？比如查詢 name = bash 的文件：

>>> books.find_one({"name":"bash"})
{u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b32'), u'name': u'bash', u'title': u'ent
er'}

對於查詢結果，還可以進行排序：

>>> for i in books.find().sort("title",pymongo.ASCENDING):
...    print(i)
...
{u'_id': ObjectId('5badb9f1b2e7d42bccfb6b31'), u'name': u'qwer'}
{u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b33'), u'name': u'john', u'title': u'cod
e'}
{u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b32'), u'name': u'bash', u'title': u'ent
er'}
{u'title': u'physics', u'_id': ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30'), u'like': u'
English', u'author': u'leey'}
{u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b34'), u'name': u'lisp', u'title': u'war
ner'}
{u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
rocky', u'title': u'zero study python'}

這裡按照 title 的升序排列的,注意 sort() 的第二個引數，意思是升序排列，如果按照降序的話，就需要將引數修改為 pymongo.DESCEDING。

如果你看到這裡，請務必注意 MongoDB 中的每個文件，本質上都是 鍵/值 對的類字典結構，這種結構一經 Python 讀出來，就可以用字典中的各種方法來操作。

你是否還能記起我們之前講過的 Json，這個也是類字典格式。但是用 Python 從 MongoDB 中讀到的類字典資料，卻無法直接用 json.dumps() 方法操作。

3.更新

對於已有的資料庫來說，更新資料是常用的操作。比如更新 name 為 lisp 的文件：

>>> books.update({"name":"lisp"},{"$set":{"title":"new physics","author":"lisp"}
})
{'updatedExisting': True, u'nModified': 1, u'ok': 1.0, u'n': 1}

在更新的時候，用了一個 $set 修改器，它可以用來指定鍵值，如果鍵不存在則建立。關於更多的修改器，如下所示（截圖來源於網上）：

4.刪除

刪除可以用 remove() 方法：

>>> books.remove({"name":"bash"})
{u'ok': 1.0, u'n': 1}
>>> books.find_one({"name":"bash"})
>>>

這個是將整個文件全部刪除。當然了，也可以根據 MongoDB 的語法規則寫個條件,按照條件刪除。

5.索引

索引的目的是為了讓查詢的速度更快，但是在實際應用中，是否建立索引要視情況而定，因為建立索引是有代價的。

>>> books.create_index([("title",pymongo.DESCENDING),])
u'title_-1'

寫在之後

Python 操作 MongoDB 資料庫的這篇文章僅僅是對 pymongo 模組做了一個非常簡單的介紹，在實際的使用過程中，上面的知識其實是很有限的，所以還是需要大家根據具體應用場景再結合 MongoDB 的相關知識去嘗試新的語句。

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