基础概念

MongoDB 中的数据存储结构

MongoDB是一种面向文档的NoSQL数据库，它的数据存储结构由以下三个部分组成：

• 文档（Document）：文档是MongoDB中最基本的单元，由键值对（key-value）组成，类似于JSON对象。文档的值可以是不同的数据类型，包括数组、对象、日期、二进制等。文档的最大尺寸是16MB。
• 集合（Collection）：集合是一组文档，相当于关系型数据库中的表（Table）。集合是动态的，不需要预先定义文档的结构或字段。集合可以有索引，以提高查询性能。
• 数据库（Database）：数据库是一组集合，相当于关系型数据库中的数据库（Database）。一个MongoDB实例可以承载多个数据库，每个数据库有自己的文件存储空间和权限。

除了上述的存储结构，MongoDB还提供了一种特殊的集合类型，叫做Capped Collection。这种集合有固定的大小，类似于一个循环缓冲区，当空间被填满后，新的插入会覆盖最旧的文档。Capped Collection适合用于存储日志、审计或其他需要按时间顺序访问的数据。

MongoDB支持两种存储引擎：MMAPv1和WiredTiger。存储引擎决定了MongoDB如何在磁盘上组织和管理数据。MMAPv1是MongoDB原生的存储引擎，它使用操作系统的内存映射文件机制来管理数据。WiredTiger是MongoDB 3.0引入的新存储引擎，它使用了更高效的压缩算法和更细粒度的锁机制来提升性能。从MongoDB 3.2开始，WiredTiger成为了默认的存储引擎。

数据库

查看数据库列表

show dbs

查看当前数据库

db

MongoDB 中默认的数据库为 test，如果你没有创建新的数据库，集合将存放在 test 数据库中。

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。

创建与切换数据库

use  <DATABASE_NAME>

提示

在 MongoDB 中数据库只有真正的有了数据才会被创建出来。

数据命名规则

• 不区分大小写，但是建议全部小写
• 不能包含空字符。
• 数据库名称不能为空，并且必须少于64个字符。
• Windows 上的命名限制
  • 不能包括 /\. "$*<>:|? 中的任何内容
• Unix 和 Linux 上的命名限制
  • 不能包括 /\. "$ 中的任何字符

删除数据库

1. 使用 use 命令切换到要删除的数据库
2. 使用 db.dropDatabase() 删除当前数据库

集合

创建集合

1. db.createCollection(name, options)
   • name是集合名称，
   • options是可选参数，可以指定集合的一些属性，如是否固定大小、索引、最大值等
2. db.collection.insertOne/insertMany(document)
   • 插入文档，如果集合不存在，mongodb会自动创建集合

向集合中添加/更新数据

1. db.collection.insert(document)

2. db.collection.save(document)

   • 该方法来保存或更新文档，如果文档有_id字段，则更新该文档，否则向集合中插入新文档

   提示

   从 MongoDB 4.2 版本开始，save 方法已经被弃用，不建议使用

删除集合

1. db.collection.drop()
   • 该方法会返回一个布尔值，表示是否删除成功
2. db.dropDatabase()
   • 该方法来删除整个数据库，该方法会删除当前使用的数据库和所有的集合

查看集合

1. show collections
   • 查看当前数据库中的所有集合
2. show tables
   • 查看当前数据库中的所有集合
3. db.collection.find(query, projection)
   • 该方法来查看集合中的文档，其中query是可选的查询条件，projection是可选的投影条件

文档

• MongoDB 将数据记录存储为 BSON 文档
• BSON（Binary JSON）是 JSON 文档的二进制表示形式，它比 JSON 包含更多的数据类型

文档结构

MongoDB 文档由字段和值对组成，并具有以下结构：

{
   field1: value1,
   field2: value2,
   field3: value3,
   ...
   fieldN: valueN
}

字段名称

文档对字段名称有以下限制：

• 字段名称 _id 保留用作主键；它的值在集合中必须是唯一的，不可变的，并且可以是数组以外的任何类型。

• 字段名称不能包含空字符。

• 顶级字段名称不能以美元符号 $ 开头。

• 从 MongoDB 3.6 开始，服务器允许存储包含点 . 和美元符号 $ 的字段名称

MongoDB 中的数据类型

字段的值可以是任何 BSON 数据类型，包括其他文档，数组和文档数组。例如，以下文档包含各种类型的值：

var mydoc = {
    _id: ObjectId("5099803df3f4948bd2f98391"),
    name: { first: "Alan", last: "Turing" },
    birth: new Date('Jun 23, 1912'),
    death: new Date('Jun 07, 1954'),
    contribs: [ "Turing machine", "Turing test", "Turingery" ],
    views : NumberLong(1250000)
}

上面的字段具有以下数据类型：

• _id 保存一个 ObjectId 类型
• name 包含一个嵌入式文档，该文档包含 first 和 last 字段
• birth 和 death 持有 Date 类型的值
• contribs 保存一个字符串数组
• views 拥有 NumberLong 类型的值

下面是 MongoDB 支持的常用数据类型。

类型	整数标识符	别名（字符串标识符）	描述
Double	1	“double”	双精度浮点值。用于存储浮点值。
String	2	“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。
Object	3	“object”	用于内嵌文档
Array	4	“array”	用于将数组或列表或多个值存储为一个键。
Binary data	5	“binData”	二进制数据。用于存储二进制数据。
ObjectId	7	“objectId”	对象 ID。用于创建文档的 ID。
Boolean	8	“bool”	布尔值。用于存储布尔值（真/假）。
Date	9	“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。
Null	10	“null”	用于创建空值。
Regular Expression	11	“regex”	正则表达式类型。用于存储正则表达式。
32-bit integer	16	“int”	整型数值。用于存储 32 位整型数值。
Timestamp	17	“timestamp”	时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。
64-bit integer	18	“long”	整型数值。用于存储 64 位整型数值。
Decimal128	19	“decimal”	数值类型。常用于存储更精确的数字，例如货币。

_id 字段

在 MongoDB 中，存储在集合中的每个文档都需要一个唯一的 _id 字段作为主键。如果插入的文档省略 _id 字段，则 MongoDB 驱动程序会自动为 _id 字段生成 ObjectId。

_id 字段具有以下行为和约束：

• 默认情况下，MongoDB 在创建集合时会在 _id 字段上创建唯一索引。
• _id 字段始终是文档中的第一个字段
• _id 字段可以包含任何 BSON 数据类型的值，而不是数组。