MongoDB 資料庫詳解，以及 MongoDB4.0版本的安裝

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MongoDB 簡介

MongDB 是一款跨平台，面向文檔的資料庫，可以實現高效能，高可用性，並且能夠輕鬆擴充，是一個基於分布式檔案儲存體的開來源資料庫系統。在高負載的情況下，添加更多的節點，可以保證伺服器效能。
MongoDB 也是一個介於關聯式資料庫和非關聯式資料庫之間的產品，是非關聯式資料庫當中功能最豐富，最像關聯式資料庫的。不採用關聯式模式主要是為了獲得更好的拓展性，MongoDB 不再有“行”(row)的概念，其運行方式主要基於兩個概念：集合(collection)與文檔(document)。

MongoDB 的特點

• MongoDB 的特點包括面向集合儲存、模式自由、豐富的查詢語句和多級索引、複製集機制、易於水平拓展、可插入儲存引擎、跨平台多語言支援等。
• MongoDB 安裝簡單，提供了面向文檔儲存功能，操作起來比較容易上手。
• MongoDB 提供了複製、高可用性和自動分區功能。如果負載增加（需要更多的儲存空間和更強的處理能力），它可以分布在電腦網路中的其他節點上，這就是所謂的分區。
• Mongo 支援豐富的查詢運算式。查詢指令使用 JSON 形式的標記，可輕易查詢文檔中內嵌的對象及數組。
• MongoDB 支援各種程式設計語言：Ruby、Python、Java、C++、PHP、C# 等各種語言。

MongoDB 適用領域

MongoDB 可以為 Web 應用程式提供可拓展的高效能資料儲存解決方案。MongoDB 主要適用領域有網站資料、分布式情境、資料緩衝和 JSON 文檔格式儲存。適合大資料量、高並發、弱事務的互連網應用，其內建的水平拓展機制提供了從幾百萬到十億層級的資料處理能力，可以很好地滿足 Web2.0 和移動互連網應用資料存放區的要求。

MongoDB 4.0 的安裝

MongoDB 提供了 Linux 平台上的安裝包，可以從官方網站 http://www.mongodb.org/downloads 下載。本次我們選擇使用最新版 MongoDB4.0 來安裝並實驗。

• 下載 MongoDB4.0 軟體包

  wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-4.0.0.tgztar zxvf mongodb-linux-x86_64-4.0.0.tgz -C /optmv /opt/mongodb-linux-x86_64-4.0.0/ /usr/local/mongodb

• 建立MongoDB 的資料存放區目錄，日誌儲存目錄，設定檔

  # mkdir /data/mongodb1# mkdir /data/logs/mongodb# touch /data/logs/mongodb/mongodb1.log# chmod -R 777 /data/logs/mongodb/mongodb1.log# vim /usr/local/mongodb/mongodb1.conf  //添加下面的行dbpath=/data/mongodb1    #資料存放區目錄logpath=/data/logs/mongodb/mongodb1.log    #記錄檔port=27017    #預設伺服器連接埠logappend=true    #使用追加方式寫日誌fork=true    #後台運行maxConns=5000  #最大同時串連數，預設2000storageEngine=mmapv1    #指定儲存引擎為記憶體對應檔

設定核心參數

echo 0 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_modesysctl -w vm.zone_reclaim_mode=0    #永久設定echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabledecho never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag

• 設定系統內容變數，方便使用

  echo ‘export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodb‘ >> /etc/profileecho ‘export PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin‘ >> /etc/profilesource /etc/profile

• 啟動 mongodb 服務進程，查看連接埠（預設27017）

  mongod --config /usr/local/mongodb/mongodb1.conf  #開啟MongoDBmongod --config /usrlocal/mongodb/mongodb1.conf --shutdown  #停止MongoDBnetstat -ntap | grep mongodmongo --port 27017# 進入mongo資料庫，若是不指定連接埠預設進27017連接埠

• 建立多執行個體
  在單台伺服器資源充分的情況下，可以使用多執行個體，以便充分使用伺服器資源（只需要修改資料存放區目錄、記錄檔及連接埠號碼並建立相應目錄即可）

  cd /usr/local/mongodb/cp mongodb1.conf mongodb2.confvim mongodb2.conf   #修改如下# dbpath=/data/mongodb2    #資料存放區目錄# logpath=/data/logs/mongodb/mongodb2.log    #記錄檔# port=27018    #預設伺服器連接埠# logappend=true    #使用追加方式寫日誌# fork=true    #後台運行# maxConns=5000  #最大同時串連數，預設2000# storageEngine=mmapv1    #指定儲存引擎為記憶體對應檔mkdir /data/mongodb2touch /data/logs/mongodb/mongodb2.logchmod -R 777 /data/logs/mongodb/mongodb2.logmongod --config /usr/local/mongodb/mongodb2.conf  #開啟多執行個體

MongoDB 邏輯儲存結構

MongoDB 的邏輯結構主要由文檔（document）、集合（collection）和資料庫（database）三部分組成。其中文檔是 MongoDB 的核心概念，它是 MongoDB 邏輯儲存的最小單元，相當於關係型資料庫中的一行記錄，多個文檔組成集合，集合相當於關係型資料庫中的表的概念，多個幾個組成資料庫。

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/文檔
column	field	資料欄位/域
index	index	索引
table joins		表串連，MongoDB不支援
primary key	primary key	主鍵，MongoDB自動將 _id欄位設定為主鍵

MongoDB 基本操作

• 登入、退出

  #本地登入（預設執行個體連接埠號碼：--port=27017，可以不寫）> mongo#登入遠程主機的執行個體> mongo --host 192.168.1.2 --port =27017#退出MongoDB> exit

• 資料庫操作

  #建立資料庫（如果資料庫不存在，則建立資料庫，否則切換到指定資料庫）> use school#查看所有資料庫> show dbs#刪除school資料庫> use school> db.dropDatabase()#顯示資料庫操作命令> db.help()

• 集合
  MongoDB 的資料儲存在集合中，所有儲存在集合中的資料都是 Binary JSON 格式，簡稱 BSON。BSON 是一種類似於 JSON 的二進位形式的儲存格式。

  #建立info集合> db.createcollection(‘info‘)#查看集合方法一：> show tabels方法二：> show colletctions#顯示info集合操作命令> db.info.help()

• 文檔（增、刪、改、查）
  插入

  #插入一條記錄> db.info.insert({"id":1,"name":"jack","hobby":["game","talk","sport"]})#向指定集合中插入一條文檔資料> db.collection.insertOne()#向指定集合中插入多條文檔資料> db.collection.insertMany()#通過迴圈批量插入資料> for(var i=1;i<100;i++)db.info.insert({"id":i,"name":"jack"+i})

  刪除

  #刪除info集合中id=1的文檔> db.info.remove({"id":"1"})

  修改

  #修改info集合id=1的name值為"zhangsan"文檔db.info.update({"id":"1"},{$set:{"name":"wzn"}})

  查詢

  #查詢info集合所有文檔> db.info.find()#查詢info集合id為1的文檔> db.info.findOne({id:1})#統計記錄數> db.info.count()

備份、恢複資料庫

• 匯入匯出
• 匯出：mongoexport
• 匯入：mongoimport
• 選項： -d 指定資料庫名稱；-c 指定集合名稱；-f 指定匯出哪些列；-o 指定要匯出的檔案名稱；-q：指定匯出資料的過濾條件。具體命令通過 --help 查看。
• 備份與恢複
• 備份：mongodump
• 恢複：mongorestore

• 選項：
  1 ： -h 指定Mongodb所在伺服器的地址也可以指定連接埠。（例：-h 127.0.0.1:27017）
  2 ： -d ：需要備份的資料庫執行個體。
  3 ： -o ：備份資料存放的目錄 該目錄需提前建立。

• 複製資料庫

  > db.copyDatabase("db1","db2")     //複製資料庫db1 到db2 中

• 複製集合
• 把資料庫 db1 的 info 集合複製到執行個體連接埠：27018

  # mongo --port 27018# db.runCommand({"cloneCollection":"db1.info","from":"localhost:27017"}) 

MongoDB 安全管理

MongoDB 安全管理主要包括 MongoDB 的安全存取控制以及使用者權限分配。

• 限定監聽特定 IP 和連接埠

  # vim /usr/local/mongodb/mongodb1.conf# 只綁定內網卡地址bind_ip=localhost(ip)# 只監聽指定的連接埠port=27017

• 授權啟動
• 內建資料庫使用者：read、readWrite
• 資料庫管理角色：dbAdmin、dbOwner、userAdmin

• 超級使用者角色：root

  #在db1資料庫建立超級使用者root,密碼：123123> use db1> db.createUser({"user":"root","pwd":"123123","roles":["root"]})> exit##關閉 mongodb 服務mongod -f /usr/local/mongodb/mongodb1.conf --shutdown## 使用帶認證參數的方式啟動 mongodb 服務mongod -f /usr/local/mongodb/mongodb1.conf --auth## 此時查詢資料不顯示內容，需要進行授權認證> use db1> db.auth("root":"123123")## 當然，實際情況中，我們可以修改設定檔，#這樣別人在訪問我們的 MongoDB 時，我們可以指定一個有相應許可權的使用者給他進行登入並操作vim /usr/local/mongodb/mongodb1.confauth=true    //添加

• 進程管理
• 查看當前正在啟動並執行進程(擷取高消耗資源的進程opid）

  > db.currentOp()

• 終止正在啟動並執行高消耗資源的進程（括弧內跟上面擷取到的opid值）

  > db.killOp(opid)

MongoDB 監控

• 查看資料庫執行個體的狀態資訊

  > db.serverStatus()

• 查看當前資料庫的統計資訊

  > db.status()

• 查看集合統計資訊

  > db.users.status()

• 查看集合大小

  > db.users.dataSize()

• 此外，我們可以通過 Web 介面查看系統監控資訊，只需要修改設定檔

  # vim /usr/local/mongodb/mongodb1.confhttpinterface=true    //添加

  通過 Web 頁面可以看到：
  1)當前 MongoDB 的所有串連
  2)各個資料庫和集合的訪問統計，包括：Reads、Writes、Queries、GetMores、Inserts、Updates、Removes
  3)寫鎖的狀態
  4)記錄檔的最後幾百行
  5)所有的 MongoDB 命令

• 第三方監控工具
  我們可以通過 Nagios 中配置使用 MongoDB 外掛程式來監控 MongoDB 資料庫。

MongoDB 資料庫詳解，以及 MongoDB4.0版本的安裝