MongoDB安裝及基本使用

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MongoDB是一個使用C++編寫的、開源的、面向文檔的NoSQL（Not Only SQL）資料庫，也是當前最熱門的NoSql資料庫之一。 NoSQL簡介

NoSQL的意思是“不僅僅是SQL”，是目前流行的“非關係型資料庫”的統稱。常見的NoSQL資料庫如：Redis、CouchDB、MongoDB、HBase、Cassandra等。 背景

出現NoSQL的原因：為解決在Web2.0時代出現的三高要求： 對資料庫高並發讀寫的需求 對海量資料的高效率儲存和訪問的需求 對資料庫的高可擴充性和高可用性的需求 而RDB裡面的一些特性，在web2.0裡面往往變得不那麼重要，比如：
資料庫事務一致性 資料庫的即時讀寫 複雜的SQL查詢，特別是多表關聯查詢

從第4點可以看出MongoDB的使用情境，但具體的我在後面重點介紹。 CAP定理

又被稱作布魯爾定理（Eric Brewer）它指出對於一個分散式運算系統來說，不可能同時滿足以下三點： 強一致性（Consistency）：系統在執行某項操作後資料狀態仍然處於一致，例如在分布式系統中，更新操作執行成功後所有的使用者都應該讀取到最新的值，這樣的系統被認為具有強一致性。 可用性（Availability）：每一個操作總是能夠在一定的時間內返回結果 分區容錯性（Partition tolerance）：單個節點故障不應導致整個系統崩潰，也就是說儘管網路在節點之間丟棄（或延遲）任意數量的訊息，但是系統繼續操作。 根據CAP原理將資料庫分成了滿足CA原則、滿足CP原則和滿足AP原則三大類 CA：單點叢集，滿足一致性，可用性，通常在可擴充性上不太強大，比如RDB CP：滿足一致性和分區容錯性，通常效能不是特別高，如分散式資料庫 AP：滿足可用性和分區容錯性，通常可能對一致性要求低一些，如大多數的NoSQL BASE（Basically Available，Soft-state，Eventual consistency）

eBay的架構師Dan Pritchett源於對大規模分布式系統的實踐總結，在ACM上發表文章提出BASE理論，BASE理論是對CAP理論的延伸，核心思想是即使無法做到強一致性（Strong Consistency，CAP的一致性就是強一致性），但應用可以採用適合的方式達到最終一致性（Eventual Consitency）。 基本可用（Basically Available）：系統能夠基本運行並一直提供服務 軟狀態（Soft-state）：系統不要求一直保持強一致狀態 最終一致性（Eventual consistency）：系統需要在某一時刻後達到一致性要求 NoSQL的特點 優點 擴充簡單方便，尤其是水平橫向擴充（縱向擴充是指用更強的機器；橫向擴充是指把資料分散到多個機器） 讀寫快速高效，多數都會映射到記憶體操作 成本低廉，用普通機器，分布式叢集即可 資料模型靈活，沒有固定的資料模型 缺點 不提供對SQL的支援 對事務操作的支援較弱 MongoDB使用情境

相信有很多人瞭解之後都會覺得，nosql好是好但我該在哪些情況下使用，又如何與實際項目結合呢。接下來我舉幾個例子，大家自己體會體會。 遊戲情境，使用 MongoDB 儲存遊戲使用者資訊，使用者的裝備、積分等直接以內嵌文檔的形式儲存，方便查詢、更新 物流情境，使用 MongoDB 儲存訂單資訊，訂單狀態在運送過程中會不斷更新，以 MongoDB 內嵌數組的形式來儲存，一次查詢就能將訂單所有的變更讀取出來。 社交情境，使用 MongoDB 儲存儲存使用者資訊，以及使用者發表的朋友圈資訊，通過地理位置索引實現附近的人、地點等功能 物聯網情境，使用 MongoDB 儲存所有接入的智慧型裝置資訊，以及裝置彙報的日誌資訊，並對這些資訊進行多維度分析 ApsaraVideo for Live，使用 MongoDB 儲存使用者資訊、禮物資訊等

並沒有某個業務情境必須要使用 MongoDB才能解決，但使用 MongoDB 通常能讓你以更低的成本解決問題（包括學習、開發、營運等成本），下面是 MongoDB 的主要特性，大家可以對照自己的業務需求看看，匹配的越多，用 MongoDB 就越合適。

MongoDB 特性	優勢
事務支援	MongoDB 目前只支援單文檔事務，需要複雜事務支援的情境暫時不適合
靈活的文檔模型	JSON 格式儲存最接近真實物件模型，對開發人員友好，方便快速開發迭代
高可用複製集	滿足資料高可靠、服務高可用的需求，營運簡單，故障自動切換
可擴充分區叢集	海量資料存放區，服務能力水平擴充
高效能	mmapv1、wiredtiger、mongorocks（rocksdb）、in-memory 等多引擎支援滿足各種情境需求
強大的索引支援	地理位置索引可用於構建 各種 O2O 應用、文本索引解決搜尋的需求、TTL索引解決曆史資料自動到期的需求
Gridfs	解決檔案儲存體的需求
aggregation & mapreduce	解決資料分析情境需求，使用者可以自己寫查詢語句或指令碼，將請求都分發到 MongoDB 上完成

安裝

mongodb的安裝方式比較簡單，下面我示範在CentOS7上用源碼和yum兩種方式安裝。 使用yum方式安裝

在實際生產環境中伺服器上的軟體通常都由營運人員安裝，我們通過此種傻瓜式安裝是為了方便現在學習。

整個mongodb（社區版）包含如下軟體

軟體名稱	描述
mongodb-org-server	包含mongod精靈和關聯的配置和init指令碼
mongodb-org-mongos	包含mongos精靈
mongodb-org-shell	包含mongo shell，它是一個串連mongodb的命令列用戶端，允許使用者直接輸入nosql文法管理資料庫。
mongodb-org-tools	包含以下工具的MongoDB：資料匯入、匯出、備份、恢複等等

建立yum源檔案

vim /etc/yum.repos.d/mongodb-org-3.4.repo

把下面的內容複寫到上面的檔案中

[mongodb-org-3.4]name=MongoDB Repositorybaseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/3.4/x86_64/gpgcheck=1enabled=1gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-3.4.asc

啟動yum命令開始安裝

yum install -y mongodb-org

如果使用SELinux，則必須配置SELinux，以允許在基於Red Hat Linux的系統（Red Hat Enterprise Linux或CentOS Linux）上啟動MongoDB。

vim /etc/selinux/config#在開啟的檔案中將值設定為disabledSELINUX=disabled

啟動mongodb

#centos6用這種方式service mongod start#centos7用這種方式systemctl start mongod

檢查進程是否成功啟動
可以通過查看mongodb的記錄檔來判斷，開啟 /var/log/mongodb/mongod.log 查看裡面有無內容。我們可以將mongodb服務設定為開機就啟動 chkconfig mongod on。

其它控制命令

#停止mongodb服務service mongod stop#重啟mongodbservice mongod restart

命令列用戶端串連到MongoDB服務

./bin/mongo#上面的命令輸入後直接斷行符號，你應該可以看到和我相同的提示root@bogon mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.1]# ./bin/mongoMongoDB shell version v3.4.1connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017MongoDB server version: 3.4.1Welcome to the MongoDB shell.#我們可以輸入一個命令測試一下，現在教你一個最簡單的命令，查看當前資料庫有哪些> show dbsadmin  0.000GBlocal  0.000GB#可以看到有兩個預設的資料庫，如果要退出用戶端可以輸入> exitbye

到這裡第一種方式的安裝就結束了 使用源碼安裝

營運人員都比較喜歡源碼安裝，他們覺得可控性會比較強，但現在公司項目中都使用雲端服務，所以作為開發人員直接連接上就可以用了。我這裡使用的源碼包實際上是二進位包，也就是說已經被官方編譯過了，所以下載二進位包的時候一定要確定你用的作業系統，否則包是停用。 下載二進位安裝包並解壓

cd /usr/local/srcwget -c https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.1.tgzgunzip mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.1.tgztar -xvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.1.tar#你現在應該可以看到和我相同的檔案目錄.├── bin│   ├── bsondump│   ├── mongo│   ├── mongod│   ├── mongodump│   ├── mongoexport│   ├── mongofiles│   ├── mongoimport│   ├── mongooplog│   ├── mongoperf│   ├── mongoreplay│   ├── mongorestore│   ├── mongos│   ├── mongostat│   └── mongotop├── GNU-AGPL-3.0├── MPL-2├── README└── THIRD-PARTY-NOTICES

建立資料存放區目錄，預設是在 /data/db，如果這個目錄不存在則啟動時報錯。你可以自由建立一個目錄，在啟動時指定即可。

mkdir -p data/db1#開始啟動服務./bin/mongod --dbpath=data/db1#你應該可以看到和我相同的結果017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten]2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: Access control is not enabled for the database.2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten] **          Read and write access to data and configuration is unrestricted.2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: You are running this process as the root user, which is not recommended.2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten]2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten]2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled is 'always'.2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten] **        We suggest setting it to 'never'2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten]2017-01-08T13:54:55.378+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag is 'always'.2017-01-08T13:54:55.379+0800 I CONTROL  [initandlisten] **        We suggest setting it to 'never'2017-01-08T13:54:55.379+0800 I CONTROL  [initandlisten]2017-01-08T13:54:55.446+0800 I FTDC     [initandlisten] Initializing full-time diagnostic data capture with directory 'data/db1/diagnostic.data'2017-01-08T13:54:55.447+0800 I NETWORK  [thread1] waiting for connections on port 27017

細心的你應該發現一個問題，當前服務是前台啟動的，如果你想做後續操作那必須再開啟一個終端。這樣肯定麻煩，那我們也可以採用後台啟動的，在啟動時必須指定一個記錄檔。

mkdir logstouch logs/db1.log./bin/mongod --dbpath=data/db1 --fork --logpath=logs/db1.log

到這裡源碼安裝並啟動mongodb就結束了，下面對啟動時的可配置參數作一個介紹。 基本配置

--quiet # 安靜輸出--port arg # 指定服務連接埠號碼，預設連接埠27017--bind_ip arg # 綁定服務IP，若綁定127.0.0.1，則只能本機訪問，不指定預設本地所有IP--logpath arg # 指定MongoDB記錄檔，注意是指定檔案不是目錄--logappend # 使用追加的方式寫日誌--pidfilepath arg # PID File 的完整路徑，如果沒有設定，則沒有PID檔案--keyFile arg # 叢集的私密金鑰的完整路徑，只對於Replica Set 架構有效--unixSocketPrefix arg # UNIX域通訊端替代目錄,(預設為 /tmp)--fork # 以守護進程的方式運行MongoDB，建立伺服器處理序--auth # 啟用驗證--cpu # 定期顯示CPU的CPU利用率和iowait--dbpath arg # 指定資料庫路徑--diaglog arg # diaglog選項 0=off 1=W 2=R 3=both 7=W+some reads--directoryperdb # 設定每個資料庫將被儲存在一個單獨的目錄--journal # 啟用日誌選項，MongoDB的資料操作將會寫入到journal檔案夾的檔案裡--journalOptions arg # 啟用日誌診斷選項--ipv6 # 啟用IPv6選項--jsonp # 允許JSONP形式通過HTTP訪問（有安全影響）--maxConns arg # 最大同時串連數 預設2000--noauth # 不啟用驗證--nohttpinterface # 關閉http介面，預設關閉27018連接埠訪問--noprealloc # 禁用資料檔案預分配(往往影響效能)--noscripting # 禁用指令碼引擎--notablescan # 不允許表掃描--nounixsocket # 禁用Unix通訊端監聽--nssize arg (=16) # 設定信資料庫.ns檔案大小(MB)--objcheck # 在收到客戶資料,檢查的有效性，--profile arg # 檔案參數 0=off 1=slow, 2=all--quota # 限制每個資料庫的檔案數，設定預設為8--quotaFiles arg # number of files allower per db, requires --quota--rest # 開啟簡單的rest API--repair # 修複所有資料庫run repair on all dbs--repairpath arg # 修複庫產生的檔案的目錄,預設為目錄名稱dbpath--slowms arg (=100) # value of slow for profile and console log--smallfiles # 使用較小的預設檔案--syncdelay arg (=60) # 資料寫入磁碟的時間秒數(0=never,不推薦)--sysinfo # 列印一些診斷系統資訊--upgrade # 如果需要升級資料庫

Replicaton 參數

--fastsync # 從一個dbpath裡啟用從庫複製服務，該dbpath的資料庫是主庫的快照，可用於快速啟用同步--autoresync # 如果從庫與主庫同步資料差得多，自動重新同步，--oplogSize arg # 設定oplog的大小(MB)

主、從參數

--master # 主庫模式--slave # 從庫模式--source arg # 從庫 連接埠號碼--only arg # 指定單一的資料庫複寫--slavedelay arg # 設定從庫同步主庫的延遲時間

複本集

--replSet arg # 設定複本集名稱

分區

--configsvr # 聲明這是一個叢集的config服務,預設連接埠27019，預設目錄/data/configdb--shardsvr # 聲明這是一個叢集的分區,預設連接埠27018--noMoveParanoia # 關閉偏執為moveChunk資料儲存

卸載

如果你想卸載上面安裝mongodb，那麼可以參考下面的步驟。當然這個需求在實際部署時不會有，但是作為我們練習也是有用的。

要從系統中完全刪除MongoDB，你必須刪除MongoDB應用程式本身，設定檔和任何包含資料和日誌的目錄。此過程無法復原，因此請確保在繼續之前備份所有配置和資料。

yum erase $(rpm -qa | grep mongodb-org)rm -r /var/log/mongodbrm -r /var/lib/mongo

如果是採用源碼（二進位）包安裝，刪除解壓出來的目錄即可（因為我們上面把資料和日誌都放進去了），如果你指定在其它位置，那找到相應位置刪除即可。 MongoDB基本使用 基本概念 資料庫
MongoDB的一個執行個體可以擁有一個或多個相互獨立的資料庫，每個資料庫都有自己的集合（表）。 集合
集合可以看作是擁有動態模式的表 方檔
文檔是MongoDB中基本的資料單元，類似於RDB的行。文檔是索引值對的一個有序集合。在JS中，文檔被表示成對象。 _id
每個文檔都有個特殊的 _id，在文檔所屬集合中是唯一的，預設由mongodb自己維護，當然你也可以自己指定。 JavaScript shell
MongoDB內建了一個功能強大的JavaScript Shell，可以用於管理或操作MongoDB MongoDB和RDB的概念對比
都有資料庫的概念 集合 –>RDB的表 文檔 –>RDB表中的一條記錄 文檔對象裡面的 key –> RDB表中的欄位 文檔對象裡面的 value–> RDB表中欄位的值 MongoDB中沒有外鍵的概念 資料庫名稱定義規則

1：不能是空串2：不得含有/、\、。、$、空格、Null 字元等等，基本只能使用ASCII中的字母和數字3：區分大小寫，建議全部小寫4：最多為64位元組5：不得使用保留的資料庫名，比如：admin，local，config

注意：資料庫最終會成為檔案，資料庫名就是檔案的名稱 集合名稱定義規則

1：不能是空串2：不能包含\0字元（Null 字元），這個字元表示集合名的結束，也不能包含”$”3：不能以”system.”開頭，這是為系統集合保留的首碼

文檔的鍵的定義規則

1：不能包含\0字元（Null 字元），這個字元表示鍵的結束2：“.”和“$”是被保留的，只能在特定環境下用3：區分類型，同時也區分大小寫4：鍵不能重複

注意：文檔的索引值對是有順序的，相同的索引值對如果有不同順序的話，也是不同的文檔 MongoDB基本的資料類型

資料類型	描述	舉例
null	表示空值或者未定義的對象	{“x”:null}
布爾值	真或者假：true或者false	{“x”:true}
32位整數	shell不支援該類型，預設會轉換成64位浮點數，也可以使用NumberInt類	{“x”:NumberInt(“3”)}
64位整數	shell不支援該類型，預設會轉換成64位浮點數,也可以使用NumberLong類	{“x”:NumberLong(“3”)}
64位浮點數	shell中的數字就是這一種類型	{“x”：3.14，”y”：3}
字串	UTF-8字串	{“foo”:”bar”}
符號	shell不支援，shell會將資料庫中的符號類型的資料自動轉換成字串
對象id	文檔的12位元組的唯一id	{“id”: ObjectId()}
日期	從標準紀元開始的毫秒數	{“date”:new Date()}
Regex	文檔中可以包含Regex，遵循JavaScript的文法	{“foo”:/foobar/i}
代碼	文檔中可以包含JavaScript代碼	{“x”：function() {}}
未定義	undefined	{“x”：undefined}
數組	值的集合或者列表	{“arr”: [“a”,”b”]}
內嵌文檔	文檔可以作為文檔中某個key的value	{“x”:{“foo”:”bar”}}

增刪改（CUD）操作

接下來我在命令列用戶端中操作資料，這裡假設你已經進入命令列。如果你沒有與我保持同步，請再看一看上面的教程。

# 運行shell，命令：mongo ip:port，在這裡我使用的預設的連接埠所以就沒有指定[root@bogon mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.1]# ./bin/mongo# 顯示現有的資料庫，命令：show dbs;> show dbsadmin  0.000GBlocal  0.000GB# 顯示當前使用的資料庫，命令：db> dbtest# 切換當前使用的資料庫，命令：use 資料庫名稱> use localswitched to db local# 建立資料庫：MongoDB沒有專門建立資料庫的語句，可以使用“use” 來使用某個資料庫，如果要使用的資料庫不存在，那麼將會建立一個，會在真正向該庫加入文檔後，儲存成為檔案。> use mallswitched to db mall# 刪除資料庫，命令：db.dropDatabase()，在使用這個命令前要記得切換到將被刪除的資料，可以用上面學到的命令確認一下。> dbmall> db.dropDatabase(){ "dropped" : "mall", "ok" : 1 }# 顯示現有的集合，命令：show collections，我們切換到一個新的資料庫，到裡面插入一個集合并儲存一條資料，這樣做只是為了造些語句便於示範這個命令。> use mallswitched to db mall> db.user.insert({name:'張三'})WriteResult({ "nInserted" : 1 })> show collectionsuser# 建立集合：在MongoDB中不用建立集合，因為沒有固定的結構，直接使用db.集合名稱.命令 來操作就可以了。如果非要顯示建立集合的話，用：db.createCollecion('集合名稱');> db.createCollection('system'){ "ok" : 1 }# 插入並儲存文檔# insert方法，可以單獨插入一個文檔，也可以插入多個，用“[ ]”即可。注意：# 1：MongoDB會為每個沒有“_id”欄位的文檔自動添加一個”_id”欄位# 2：每個Doc必須小於16MB# 上面已經有示範，這裡就不再贅述# 刪除文檔，命令：remove ， 可以按條件來刪除只是刪除文檔，集合還在，如果使用 drop命令，會連帶集合和索引都刪掉# 查看集合中所有的文檔，命令：db.集合名稱.find();> db.user.find(){ "_id" : ObjectId("5871e5f99423674edcea4eec"), "name" : "張三" }> db.user.remove({})WriteResult({ "nRemoved" : 1 })> db.user.find()># 查看集合的狀態資訊：db.集合名.stats();> db.user.stats(){    "ns" : "mall.user",    "size" : 0,    "count" : 0,    "storageSize" : 20480,    "capped" : false,    "wiredTiger" : {...},    ...}# 查看集合中第一個文檔，命令：db.集合名稱.findOne({條件對象})，造一些資料方便測試> db.user.insert([{name:'李四'},{name:'王五'}])BulkWriteResult({    "writeErrors" : [ ],    "writeConcernErrors" : [ ],    "nInserted" : 2,    "nUpserted" : 0,    "nMatched" : 0,    "nModified" : 0,    "nRemoved" : 0,    "upserted" : [ ]})> db.user.findOne(){ "_id" : ObjectId("5871e8fe9423674edcea4eed"), "name" : "李四" }# 文檔替換，命令： db.集合名稱. update(條件，新的文檔);> db.user.update({name:'王五'}, {name:'王五',sex:'男'})WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })> db.user.find(){ "_id" : ObjectId("5871e8fe9423674edcea4eed"), "name" : "李四" }{ "_id" : ObjectId("5871e8fe9423674edcea4eee"), "name" : "王五", "sex" : "男" }# 上面的操作說明：先找到名稱是王五的這一條記錄，然後用新文檔替換資料原來的所有值，是一個整體替換的操作。# save方法# 如果文檔存在就更新，不存在就建立，主要根據”_id”來判斷。可以看到我們插入了一個名稱相同的文檔，結果是成功的。> db.user.save({name:'李四'})WriteResult({ "nInserted" : 1 })> db.user.find(){ "_id" : ObjectId("5871e8fe9423674edcea4eed"), "name" : "李四" }{ "_id" : ObjectId("5871e8fe9423674edcea4eee"), "name" : "王五", "sex" : "男" }{ "_id" : ObjectId("5871eb8e9423674edcea4eef"), "name" : "李四" }# upsert# 找到了合格文檔就更新，否則會以這個條件和更新文檔來建立一個新文檔。指定update方法的第三個參數為true，可表示是upsert> db.user.update({name:"張三"}, {name:"張三",sex:'女'})WriteResult({ "nMatched" : 0, "nUpserted" : 0, "nModified" : 0 })> db.user.find(){ "_id" : ObjectId("5871e8fe9423674edcea4eed"), "name" : "李四" }{