MongoDB之客户端工具与核心概念及基本类型篇
文章目录
- MongoDB之客户端工具与核心概念及基本类型篇
- 1. MongoDB是什么?
- 1. 关于MongoDB
- 2. 相关客户端工具
- 1. MongoDB Compass
- 2. Studio 3T
- 3. Navicat for MongoDB
- 4. NoSQL Manager for MongoDB Professional
- 2.MongoDB相关概念
- 2.1 数据库
- 2.2 文档(Document)
- 2.3 集合
- 2.3.1 合法的集合名
- 2.3.2 capped collections
- 2.4 元数据
- 2.5 MongoDB 数据类型
- 2.5.1 ObjectId
- 2.5.2 字符串
- 2.5.3 时间戳
- 2.5.4 日期
- 4. 基本操作
- 1. DB Operations(数据库操作)
- 2. Collection Operations(集合操作)
- 3. Document Operations(文档操作)
- 3.1 Insert Documents(插入文档)
- Additional Methods for Inserts
1. MongoDB是什么?
1. 关于MongoDB
官网地址：MongoDB
MongoDB is a general purpose, document-based, distributed database built for modern application developers and for the cloud era. No database makes you more productive.
MongoDB是为现代应用程序开发人员和云时代构建的通用的、基于文档的分布式数据库。没有数据库能让你更有效率。
2. 相关客户端工具
1. MongoDB Compass
官方出品，免费
官网地址：https://www.mongodb.com/download-center/compass
MongoDB Compass 是一个功能强大的 GUI，用于在可视化环境中查询、聚合和分析 MongoDB 数据。
Compass 可免费使用且源代码可用，并且可以在 macOS、Windows 和 Linux 上运行。
- 使用 Compass（MongoDB 的 GUI）轻松浏览和操作您的数据库。Compass 直观而灵活，提供详细的架构可视化、实时性能指标、复杂的查询功能等等。
- 请注意，MongoDB Compass 有三个版本：具有所有功能的完整版本、没有写入或删除功能的只读版本，以及唯一网络连接到 MongoDB 实例的独立版本。有关更多信息，请参阅官网文档的文档页面。
- 完整版本：具有所有特性和功能。
- 只读版: 此版本严格限制为读取操作，删除了所有写入和删除功能。
- 独立版: 此版本禁用除MongoDB实例连接之外的所有网络连接。
2. Studio 3T
Studio 3T，MongoDB的终极GUI,用于MongoDB的所有IDE、客户端和GUI工具——在Atlas上或任何地方。
官网：Studio 3T
注意：收费
3. Navicat for MongoDB
下载： Navicat | 下载 Navicat for MongoDB 14 天 Windows、macOS 和 Linux 的试用版
注意：收费
4. NoSQL Manager for MongoDB Professional
用于 MongoDB 数据库管理、管理和开发的桌面 GUI 客户端
下载地址：Download NoSQL Manager for MongoDB (mongodbmanager.com)
注意：收费
2.MongoDB相关概念
在mongodb中基本的概念是文档、集合、数据库，下面我们挨个介绍。
下表将帮助您更容易理解Mongo中的一些概念：
SQL术语/概念 | MongoDB术语/概念 | 解释/说明 |
database | database | 数据库 |
table | collection | 数据库表/集合 |
row | document | 数据记录行/文档 |
column | field | 数据字段/域 |
index | index | 索引 |
table joins | 表连接,MongoDB不支持 | |
primary key | primary key | 主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键 |
2.1 数据库
一个mongodb中可以建立多个数据库。
MongoDB的默认数据库为"db"，该数据库存储在data目录中。
MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。
“show dbs” 命令可以显示所有数据的列表。
$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> show dbs
local 0.078GB
test 0.078GB
>执行 “db” 命令可以显示当前数据库对象或集合。
$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> db
test
>运行"use"命令，可以连接到一个指定的数据库。
> use local
switched to db local
> db
local
>以上实例命令中，“local” 是你要链接的数据库。
在下一个章节我们将详细讲解MongoDB中命令的使用。
数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。
- 不能是空字符串（“”)。
- 不得含有’ '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
- 应全部小写。
- 最多64字节。
有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。
- admin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
- local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
- config: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。
2.2 文档(Document)
文档是一组键值(key-value)对(即 BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是 MongoDB 非常突出的特点。
一个简单的文档例子如下：
{"site":"www.百度.com", "name":"mongo教程"}下表列出了 RDBMS 与 MongoDB 对应的术语：
RDBMS | MongoDB |
数据库 | 数据库 |
表格 | 集合 |
行 | 文档 |
列 | 字段 |
表联合 | 嵌入文档 |
主键 | 主键 (MongoDB 提供了 key 为 _id ) |
数据库服务和客户端 | |
Mysqld/Oracle | mongod |
mysql/sqlplus | mongo |
需要注意的是：
- 文档中的键/值对是有序的。
- 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
- MongoDB区分类型和大小写。
- MongoDB的文档不能有重复的键。
- 文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。
文档键命名规范：
- 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
- .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
- 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。
2.3 集合
集合就是 MongoDB 文档组，类似于 RDBMS （关系数据库管理系统：Relational Database Management System)中的表格。
集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。
比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：
{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
{"site":"www.ali.com","name":"abc","num":5}当第一个文档插入时，集合就会被创建。
2.3.1 合法的集合名
- 集合名不能是空字符串""。
- 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
- 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
- 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。
如下实例：
db.col.findOne()2.3.2 capped collections
Capped collections 就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 “RRD” 概念类似。
Capped collections 是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能和标准的 collection 不同，你必须要显式的创建一个capped collection，指定一个 collection 的大小，单位是字节。collection 的数据存储空间值提前分配的。
Capped collections 可以按照文档的插入顺序保存到集合中，而且这些文档在磁盘上存放位置也是按照插入顺序来保存的，所以当我们更新Capped collections 中文档的时候，更新后的文档不可以超过之前文档的大小，这样话就可以确保所有文档在磁盘上的位置一直保持不变。
由于 Capped collection 是按照文档的插入顺序而不是使用索引确定插入位置，这样的话可以提高增添数据的效率。MongoDB 的操作日志文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 来实现的。
要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。
db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})- 在 capped collection 中，你能添加新的对象。
- 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
- 使用 Capped Collection 不能删除一个文档，可以使用 drop() 方法删除 collection 所有的行。
- 删除之后，你必须显式的重新创建这个 collection。
- 在32bit机器中，capped collection 最大存储为 1e9( 1X109)个字节。
2.4 元数据
数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：
dbname.system.*在MongoDB数据库中名字空间 .system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection)，如下:
集合命名空间 | 描述 |
dbname.system.namespaces | 列出所有名字空间。 |
dbname.system.indexes | 列出所有索引。 |
dbname.system.profile | 包含数据库概要(profile)信息。 |
dbname.system.users | 列出所有可访问数据库的用户。 |
dbname.local.sources | 包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。 |
对于修改系统集合中的对象有如下限制。
在{{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。
{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。
2.5 MongoDB 数据类型
下表为MongoDB中常用的几种数据类型。
数据类型 | 描述 |
String | 字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中，UTF-8 编码的字符串才是合法的。 |
Integer | 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器，可分为 32 位或 64 位。 |
Boolean | 布尔值。用于存储布尔值（真/假）。 |
Double | 双精度浮点值。用于存储浮点值。 |
Min/Max keys | 将一个值与 BSON（二进制的 JSON）元素的最低值和最高值相对比。 |
Array | 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。 |
Timestamp | 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。 |
Object | 用于内嵌文档。 |
Null | 用于创建空值。 |
Symbol | 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型，但不同的是，它一般用于采用特殊符号类型的语言。 |
Date | 日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间：创建 Date 对象，传入年月日信息。 |
Object ID | 对象 ID。用于创建文档的 ID。 |
Binary Data | 二进制数据。用于存储二进制数据。 |
Code | 代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。 |
Regular expression | 正则表达式类型。用于存储正则表达式。 |
下面说明下几种重要的数据类型。
2.5.1 ObjectId
ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：
- 前 4 个字节表示创建 unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时
- 接下来的 3 个字节是机器标识码
- 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
- 最后三个字节是随机数
MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象
由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:
> var newObject = ObjectId()
> newObject.getTimestamp()
ISODate("2017-11-25T07:21:10Z")ObjectId 转为字符串
> newObject.str
5a1919e63df83ce79df8b38f2.5.2 字符串
BSON 字符串都是 UTF-8 编码。
2.5.3 时间戳
BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 MongoDB 内部使用，与普通的 日期 类型不相关。 时间戳值是一个 64 位的值。其中：
- 前32位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）
- 后32位是在某秒中操作的一个递增的
序数
在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。
在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。
BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。
2.5.4 日期
表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。
> var mydate1 = new Date() //格林尼治时间
> mydate1
ISODate("2018-03-04T14:58:51.233Z")
> typeof mydate1
object
> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间
> mydate2
ISODate("2018-03-04T15:00:45.479Z")
> typeof mydate2
object这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。
返回一个时间类型的字符串：
> 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)4. 基本操作
1. DB Operations(数据库操作)
- 查看数据库
show dbs
#执行上面命令后可看到MongoDB默认的三个数据库，如下
admin 0.000GB
config 0.000GB
local 0.000GBadmin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
local: 这个数据永远不会被复制，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，用于保存分片的相关信息。
- 创建数据库
use DB_NAME
# 如果数据库不存在，则创建数据库，否则切换到指定数据库。
# 例：创建一个名称为 demo 的数据库
use demo
# 注意：创建完demo数据库后如果数据库下没有集合则数据库存储在内存中，只有当数据库下创建了集合(集合下的文档可有可无)时demo数据库才会被持久化- 删除数据库
db.dropDatabase(); # 删除当前的数据库，可使用db命令查看当前使用的数据库是哪个2. Collection Operations(集合操作)
- 创建集合,以demo数据库为例
use demo;
# 语法1:
db.createCollection(name,options);
# 1.创建一个名称为student的集合
db.createCollection('student');参数说明：
- name: 要创建的集合名称，必选参数
- options: 可选参数, 指定有关内存大小及索引的选项，可选参数
options 可以是如下参数：
字段 | 类型 | 描述 |
capped | 布尔 | （可选）如果为 true，则创建固定集合。固定集合是指有着固定大小的集合，当达到最大值时，它会自动覆盖最早的文档。 当该值为 true 时，必须指定 size 参数。 |
autoIndexId | 布尔 | （可选）如为 true，自动在 _id 字段创建索引。默认为 false。 |
size | 数值 | （可选）为固定集合指定一个最大值，以千字节计（KB）。 如果 capped 为 true，也需要指定该字段。 |
max | 数值 | （可选）指定固定集合中包含文档的最大数量。 |
在插入文档时，MongoDB 首先检查固定集合的 size 字段，然后检查 max 字段。
- 查看集合
show collections;- 删除集合
# 语法
db.collection.drop();
# 举例,删除集合名称为 mydemo的集合
db.mydemo.drop(); # 删除成功返回true,失败返回false
# 注意：删除集合时会将集合下的所有文档删除3. Document Operations(文档操作)
3.1 Insert Documents(插入文档)
- 常用命令及说明
db.collection.insertOne() | Inserts a single document into a collection. |
db.collection.insertMany() | db.collection.insertMany() inserts multiple documents into a collection. |
db.collection.insert() | db.collection.insert() inserts a single document or multiple documents into a collection. |
Additional Methods for Inserts
插入文档的附加方法
The following methods can also add new documents to a collection:
以下方法还可以向集合中添加新文档：
-
db.collection.update() when used with the
upsert: trueoption. -
db.collection.updateOne() when used with the
upsert: trueoption. -
db.collection.updateMany() when used with the
upsert: trueoption. -
db.collection.findAndModify() when used with the
upsert: trueoption. -
db.collection.findOneAndUpdate() when used with the
upsert: trueoption. -
db.collection.findOneAndReplace() when used with the
upsert: trueoption. - db.collection.save().
- db.collection.bulkWrite().
See the individual reference pages for the methods for more information and examples.
- 举例
- 插入单个文档到集合中，JSON对象
db.user.insertOne({"name":"张三","age":NumberInt(22),"gender":"男","address":"西安市"});- 插入多个文档到集合中，JSON数组
db.user.insertMany([{"name":"李四","age":NumberInt(55),"gender":"男","address":"宝鸡市"},{"name":"莉莉","age":NumberInt(12),"gender":"女","address":"铜川市"}]);- 插入单个或多个文档到集合中
# 插入单个文档，JSON对象
db.user.insert({user:{name:'王五'},email:[{email:'111@qq.com'},{email:'xxx@163.com'}],cards:[{"bankName":"中国建设银行","card":"1245678"},{"bankName":"中国邮政银行","card":"797161616"}]});
# 插入多个文档,其实就是JSON数组
db.user.insert(
{user:{name:'玛利亚'},email:[{email:'7898@qq.com'},{email:'xxx@163.com'}],cards:[{"bankName":"中国建设银行","card":"22222"},{"bankName":"中国邮政银行","card":"111111"}]},
{user:{name:'马云'},email:[{email:'11111@qq.com'},{email:'yyyy@163.com'}],cards:[{"bankName":"中国人民银行","card":"22222"},{"bankName":"中国银行","card":"111111"}]}
);
