MongoDB 學習筆記（一）：安裝及簡單shell操作
一、說明
1、該系列MongoDB學習筆記的學習環境採用的MongoDB版本為mongodb-win32-i386-2.4.6，作業系統為win7。
二、安裝
1、新建兩個目錄，分別是D:\Installations\MongoDB-2.4.6\MongoDB和D:\Installations\MongoDB-2.4.6\MongoDBDATA（利用mongod啟動服務，需要指定一個數據目錄用於存放資料庫資料檔案，Windows下預設是C:\data\db）。
2、將下載的MongoDB壓縮包解壓，並拷貝里面的檔案至D:\Installations\MongoDB-2.4.6\MongoDB目錄下，目錄結構如下：
3、將bin目錄配置到系統環境變數。
4、安裝MongoDB資料庫並啟動資料庫服務：如下圖這樣就安裝了MongoDB資料庫並啟動服務了（通過--dbpath顯示指定了資料目錄），以後要啟動該資料庫，使用同樣的命令即可。可以發現啟動資料庫服務後，預設情況下MongoDB監聽了27017埠，且會自動啟動一個http服務，監聽埠為28017，在瀏覽器中輸入http://localhost:28017就能登入web介面。
5、MongoDB還提供了以服務的形式進行資料庫啟動，如下：需要通過--logpath指定一個日誌檔案的路徑
三、MongoDB與傳統的關係型資料庫
1、文件
它是MongoDB中資料的基本單元，類似於關係型資料庫的行，多個鍵值對有序地放置在一起便是文件。MongoDB中對文件的區分包括：鍵值對的順序，鍵和值的型別，鍵和值的大小寫。在兩個文件中如果這三者有任何一個不一致，這兩個文件就不相同。文件中鍵值對的“值”的資料型別甚至還可以是整個嵌入的文件。“鍵”則只能是字串，命名規則為：
- 鍵不能包含“\0”（空字元），這個用於表示鍵的結束
- 字元“$” 有特殊含義，在一般情況下避免使用
- 以“_” 下劃線開頭的名稱是為系統預留的，避免使用
- 不能為空串""
- 不能包含“\0”(空字元)，這是集合名稱結束的標誌
- 不能以“system.”開頭，這個是系統保留字首
- 名稱中不能包含"$"，這個字元為系統集合使用
- 組織集合的一個慣例是通過“.”字元分開的按名稱空間劃分的子集合，比如user.class，集合user（可能並不存在）和這個子集合沒有任何關係
- 不能為空串""
- 不能含有' '(空格)、.、$、\、/ 和\0(空字元)
- 應該全部小寫且最多64位元組
- admin：從許可權的角度看，這是“root”資料庫，這個資料庫中的使用者，會繼承所有資料庫的許可權，一些特定的伺服器命令，如列出所有資料庫，關閉伺服器等也只能從這個資料庫執行。
- local：這個資料庫中的資料不會被複制，可以用來儲存本地單臺伺服器的任意集合
- config：當Mongo用於分片設定時，該資料庫在內部被使用，用來儲存分片的相關資訊。
4、MongoDB中一個集合的每一個文件中的key的個數、名稱以及型別可以是不一樣的。
四、MongoDB資料型別
JSON在資料型別方面，只支援：null，布林，數字，字串，陣列和物件。且JSON本身不直接支援日期型別，對於數字，也沒法區分整數和浮點數，更不能區分32位數字和64位數字。MongoDB採用BSON資料格式進行資料的傳輸與儲存，它是JSON的擴充套件，新增了諸如日期、浮點數等JSON不支援的資料型別。如下：
- null：用於表示空值或不存在的欄位
- 布林
- 數字：Shell中數字均為64位浮點數，所以通過Shell往集合中插入的文件包含的數字均為64位浮點數。如果通過其他方式向集合中插入一個文件包含32位整數，通過Shell將這個文件進行更新，即使沒有更新這個32位整數對應的鍵值對，這個數字也會被更新為64位浮點數。因為64位浮點數可以精確表示32位整數，顯示上也沒有問題。但64位浮點數表示64位整數有時就會出現問題，在Shell中檢視64位整數時，會以一個內建文件的形式呈現，如下圖：
內建文件如果只有“floatApprox”這樣一個鍵，說明這個64位整數可以通過64位浮點數進行精確表示，如果這個數字不能被精確表示，則Shell顯示的內建文件會在內建文件中額外新增兩個鍵 “top” 和 “bottom”，分別表示高32位和低32 位
- 字串
- 日期：在資料儲存時，儲存的是從標準紀元開始的毫秒數，沒有儲存時區資訊
- 未定義：undefined
- 陣列：陣列是一組值，既可以表示為有序物件（列表，棧，佇列等）也可以表示無序物件（集合）。陣列可以包含不同資料型別的元素，常規鍵值對支援的所有值型別都可以放到陣列中。陣列中也可以巢狀陣列。文件中的陣列有個特性：MongoDB可以深入到陣列內部進行搜尋。
- 內嵌文件：把一個文件整個作為另一個文件某一個鍵對應的值。這樣來組織資料使得不用非得存為扁平結構。與陣列一樣，MongoDB能夠理解內建文件的結構，並深入到其中來構建索引，執行查詢等。
- 正則表示式：文件中可以包含正則表示式，採用JavaScript的正則表示式語法即可。
- 物件ID：MongoDB中儲存的文件必須有一個“_id”的鍵，其值可以為任意型別，但必須保證其值在一個集合中是唯一的，多個集合中可以存在“_id”相同的文件。如果向集合中插入文件時沒有指明“_id”，則系統會自動向文件中加上這個鍵，其值預設為ObjectId物件。ObjectId是“_id”的預設值型別，不同機器可以採用同樣的機制去生成不同的主鍵。MongoDB沒有采用自增長這種最常用的主鍵策略，是因為其天生面向分散式資料庫，在大量主機間同步自增長的主鍵值費時，費力還容易出錯。ObjectId採用12個位元組的儲存空間，分為四組，按照此方式生成：{0,1,2,3}|{4,5,6}|{7,8}|{9,10,11}，分別是時間戳、機器、PID和計數器。這樣就足可以保證這個值的唯一性。最佳實踐是：在插入文件時加上這個鍵，並且保證其值是集合中唯一的。這樣能減少資料庫端的開銷，並且也體現了一種設計理念：能從資料庫層轉移到應用層的操作就轉移出去，畢竟擴充套件應用層比擴充套件資料庫層容易。如果是這樣做的，在插入文件後還可以將文件的“_id”直接返回給客戶端，如果通過MongoDB去生成這個值，插入文件後還需find一遍，才可以得到這個值。
五、MongoDB Shell命令列與基本使用
1、MongoDB自帶一個JavaScript Shell，它是一個JavaScript直譯器，還是一個MongoDB的客戶端，可以通過JavaScript與啟動的資料庫例項進行互動(Shell中命令區分大小寫)。在Shell中，每當寫完一句完整的JS程式碼，Shell就會將其結果返回。
2、啟動資料庫服務後就可以登入shell命令列：如下圖，預設是登入test資料庫的，如果要登入admin資料庫，可以使用該命令：mongo 127.0.0.1:27017/admin。也可以只使用命令mongo，則連線的是本地資料庫伺服器的test資料庫。連線後，會將這個資料庫連線賦值給全域性變數db。
3、檢視所有的資料庫：show dbs。
4、建立一個數據庫與資料庫之間的切換：use 資料庫名，使用該命令可以在不同的資料庫之間進行切換（切換全域性變數db當前指向的資料庫）；當要切換的資料庫不存在時，會建立該名稱的資料庫，但是這個資料庫並沒有真正的被建立，它只是在MongoDB快取中，也就是在預處理緩衝池中有該資料庫，如果什麼也不幹就離開的話，該資料庫會被MongoDB自動刪除；當為該資料庫加入集合後才會真正地被建立。
5、檢視某個資料庫中所有的集合：show collections。如果該資料庫中有已經存在的集合，並該集合中插入了文件，那麼使用該命令檢視集合時會發現多了一個system.indexes的集合，它負責儲存索引，這是因為在插入一個文件時，如果沒有一個叫做“_id”的key，那麼會自動加入一個“_id”的key，系統預設會為該key建立唯一索引，所以在增加一個system.indexes的集合。
6、刪除資料庫中指定的集合：db.集合名.drop()。這裡的db就是表示當前進入到的資料庫，使用.集合名的方式就能夠獲得資料庫中的某個集合，還可以使用db["集合名"]的方式來獲取某個集合，特別是集合名含有某些特殊字元時，使用"."的方式很可能獲取不到，此時使用[]的方式就特別有效；除了這兩種方式獲取一個集合外，還可以使用函式getCollection，如db.getCollection("集合名").drop()。且集合在第一次使用時會被建立。
7、刪除當前資料庫：db.dropDatabase()。
8、shell中的help函式：當進入到某個資料庫中，要如何知道可以使用哪些操作呢？此時就可以使用help函式，如下圖，就能夠列出資料庫級別有哪些用法了，當然除了資料庫級別的help，還有集合級別的help，使用方法為：db.集合名.help()。在函式名稱後面不新增“（）”還可以檢視函式的原始碼。
8、Shell內建的JS引擎可以直接執行執行JS程式碼，如下
如果啟動Shell僅是想實驗一下JavaScript，則執行mongo --nodb得到的Shell沒有連線任何資料庫。
9、雖然Shell中提供的全域性變數db指向當前連線的資料庫，但還可以用其它的變數來儲存其它連線的資料庫，利用Shell中提供的connect()命令即可，如下圖：
