Mongodb数据库

一、MongoDB简介

二、MongoDB基础增删改查操作

1、增：insert方法
2、删除：remove
3、更新：update
4、查: find
5、查询表达式:

三、游标操作

四、索引创建

1、btree索引
2、hash索引
3、常用命令：

五、MongoDB数据的导入导出

1、通用选项：
2、mongoexport 导出json格式的文件
3、Mongoimport 导入
4、mongodump 导出二进制bson结构的数据及其索引信息
5、mongorestore 导入二进制文件

六、replaction复制集

一、MongoDB简介

|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

1、mongodb 文档数据库,存储的是文档(Bson->json的二进制化).
{name:‘zhangsan’,age:‘9’}
2、MongoDB特点:内部执行引擎为JS解释器, 把文档存储成bson结构,在查询时,转换为JS对象,并可以通过熟悉的js语法来操作.
2、mongo和传统型数据库相比,最大的不同:
传统型数据库: 结构化数据, 定好了表结构后,每一行的内容,必是符合表结构的,就是说–列的个数,类型都一样.
mongo文档型数据库: 集合中存储的每篇文档,都可以有自己独特的结构(json对象都可以有自己独特的属性和值)
mongo数据库的collection不用提前创建（可以隐式创建。）。关系型数据库的表必须提前创建
3、mongodb数据库bin目录下的文件意义

bsondump.exe ：导出bsondump结构
mongo.exe：客户端—开启一个客户端，连接指定服务，crud
mongod.exe：服务端–开启一个mongo服务器
mongodump.exe：整体数据库导出（备份工具）
mongoexport.exe：导出易识别的json文档
mongofiles.exe：GridFS工具，内建的分布式文件系统
mongoimport.exe：数据导入程序
mongorestore.exe：数据恢复工具
mongos.exe：路由器（分片时使用）
mongostat.exe：监视程序

4、mongo入门命令
show dbs 查看当前的数据库
use databaseName 选库
show collections 查看当前库下的collection，show tables
如何创建库?
Mongodb的库是隐式创建,你可以use 一个不存在的库，然后在该库下创建collection,即可创建库
use dbname —ues一个不存在的库
db.createCollection(‘collectionName’) —在该库下面创建集合，就可以创建一个数据库
即可创建一个集合。
其实在MongoDB中，collection也是可以隐身创建的
db.collectionName.insert(document)
如何删除数据库和集合？
db.collectionName.drop()//删除集合
db.dropDatabase()//删除数据库

二、MongoDB基础增删改查操作
1、增：insert方法
首先要明确一点，MongoDB存储的时文档，文档其实就是json格式的对象。
语法：
db.collectionName.insert(document)
增加单篇文档：
db.collectionName.insert({title:’nice day’})
增加单个文档,并指定_id
db.collectionName.insert({_id:8,age:78,name:’lisi’})
增加多个文档
db.collectionName.insert(
[
{time:‘friday’,study:‘mongodb’},
{_id:9,gender:‘male’,name:‘QQ’}
]
)
2、删除：remove
语法:
db.collection.remove(查询表达式, 选项)
选项是指 {justOne:true/false},是否只删一行, 默认为false
注意：
1: 查询表达式依然是个json对象 {age:20}
2: 查询表达式匹配的行,将被删掉.
3: 如果不写查询表达式,collections中的所有文档将被删掉
例1:删除stu表中 sn属性值为’001’的文档
db.stu.remove({sn:’001’})
例2: 删除stu表中gender属性为m的文档,只删除1行.
db.stu.remove({gender:’m’,true});

3、更新：update
语法: db.collection.update(查询表达式,新值,选项)

改谁? — 查询表达式
改成什么样? – 新值 或 赋值表达式
操作选项 ----- 可选参数
例:
db.news.update({name:‘QQ’},{name:‘MSN’});
是指选中news表中,name值为QQ的文档,并把其文档值改为{name:’MSN’},结果: 文档中的其他列也不见了,改后只有_id和name列了，即–新文档直接替换了旧文档,而不是修改
如果是想修改文档的某列,可以用KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: ….update(query,{set:{name:’QQ’}})
修改时的赋值表达式
$set 修改某列的值
$unset 删除某个列
$rename 重命名某个列
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …ame:'wuyong'},{set:{name:‘junshiwuyong’}},{upsert:true});
如果有name=’wuyong’的文档,将被修改，如果没有,将添加此新文档
db.news.update({_id:99},{x:123,y:234},{upsert:true});
没有_id=99的文档被修改,因此直接插入该文档
multi: 是指修改多行(即使查询表达式命中多行,默认也只改1行,如果想改多行,可以用此选项)
db.news.update({age:21},{$set:{age:22}},{multi:true});
则把news中所有age=21的文档,都修改
4、查: find
语法: db.collection.find(查询表达式,查询的列);
db.collections.find(表达式,{列1:1,列2:1});
在查询的列参数中，1表示显示，0表示不显示
例1:db.stu.find()
查询所有文档 所有内容
例2: db.stu.find({},{gendre:1})
查询所有文档,的gender属性 (_id属性默认总是查出来)
例3: db.stu.find({},{gender:1, _id:0})
查询所有文档的gender属性,且不查询_id属性
例4: db.stu.find({gender:’male’},{name:1,_id:0});
查询所有gender属性值为male的文档中的name属性
2. MongoDB AND 条件
MongoDB 的 find() 方法可以传入多个键(key)，每个键(key)以逗号隔开，及常规 SQL 的 AND 条件。类似于 WHERE 语句：WHERE by=‘优就业’ AND title='MongoDB 教程。
语法格式如下：
db.col.find({key1:value1， key2:value2}).pretty()
3、常用方法：
limit()
db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER)
skip()
db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)
sort()
db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1})
count()
db.mycol.count()
5、查询表达式:
最简单的查询表达式
{filed:value} ,是指查询field列的值为value的文档
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …stu.find({age:{lt:10}},{name:1,age:1})
$lte小于等于
$gt 大于
$gte大于等于
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: … 查询表达式 {field:{nq:value}} —作用：查filed列的值 不等于 value 的文档
db.goods.find({cat_id:{$nq:3}},{cat_id:1,goods_id:1,goods_name:1,_id:0})
//查询cat_id不等3的数据
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …stu.find({age:{nin:[1,16]}})
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …u.find({hobby:{all:[‘aa’,‘bb’]}},{name:1,age:1,_id:0})
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …ts 语法: {field:{exists:1}}
作用: 查询出含有field字段的文档
db.stu.find({hobby:{$exists:1}})
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: nor {nor:[条件1,条件2]} 是指 所有条件都不满足的文档为真返回
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: and {and:[条件1,条件2]} 是指 所有条件都满足，就为真
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: or {or:[条件1,条件2]} 是指 条件1和条件2有一个满足，就为真
基础查询 where的练习
//主键为32的商品
db.goods.find({goods_id:32});
//不属第3栏目的所有商品(KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: ….find({cat_id:{ne:3}},{goods_id:1,cat_id:1,goods_name:1});

//本店价格高于3000元的商品{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 3: gt}̲ db.goods.find(…gt:3000}},{goods_name:1,shop_price:1});

//本店价格低于或等于100元的商品(KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …d({shop_price:{lte:100}},{goods_name:1,shop_price:1});

//取出第4栏目或第11栏目的商品(KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: ….find({cat_id:{in:[4,11]}},{goods_name:1,shop_price:1});

//取出100<=价格<=500的商品(KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …db.goods.find({and:[{price:{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 7: gt:100}̲,{price:{$lt:500}}}]);

//取出不属于第3栏目且不属于第11栏目的商品($and nin和nin和nin和nor分别实现)
db.goods.find({KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: and:[{cat_id:{ne:3}},{cat_id:{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 6: ne:11}̲}]} ,{goods_nam…nin:[3,11]}},{goods_name:1,cat_id:1});
db.goods.find({$nor:[{cat_id:3},{cat_id:11}]},{goods_name:1,cat_id:1});

//取出价格大于100且小于300,或者大于4000且小于5000的商品()
db.goods.find({
$or:[
{
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: … {shop_price:{gt:100}},
{shop_price:{$lt:300}}
]
},
{
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: … {shop_price:{gt:4000}},
{shop_price:{$lt:5000}}
]
}
]},{goods_name:1,shop_price:1});

//取出goods_id%5 == 1, 即,1,6,11,…这样的商品
db.goods.find({goods_id:{$mod:[5,1]}});

//取出有age属性的文档
db.stu.find({age:{$exists:1}});
含有age属性的文档将会被查出
6、MongoDB 聚合(db.col.aggregate())
MongoDB中聚合(aggregate)主要用于处理数据(诸如统计平均值，求和等)，并返回计算后的数据结果。有点类似sql语句中的 count(*)。
语法：
db.COLLECTION_NAME.aggregate(
[
{管道1},
{管道2},
{管道3}，
…
]
)
MongoDB的聚合管道将MongoDB文档在一个管道处理完毕后将结果传递给下一个管道处理,管道操作是可以重复的。
聚合框架中常用的几个管道操作：
$project：修改输入文档的结构。可以用来重命名、增加或删除域，也可以用于创建计算结果以及嵌套文档。
match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。match使用MongoDB的标准查询操作。
$limit：用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数。
$skip：在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档。
$group：将集合中的文档分组，可用于统计结果。
$sort：将输入文档排序后输出。
group中的一下操作表达式：
表达式
描述
$sum
计算总和。
$avg
计算平均值
$min
获取集合中所有文档对应值得最小值。
$max
获取集合中所有文档对应值得最大值。
$first
根据资源文档的排序获取第一个文档数据。
KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …aggregate(); [{group:{_id:“KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: cat_id",total:{sum:1}}}]
2.查询goods下有多少条商品
db.goods.aggregate([{KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …id:null,total:{sum:1}}}])
3.查询每个栏目下价格大于50元的商品个数
db.goods.aggregate([{KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …h:{shop_price:{gt:50}}}, {KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: group:{_id:"cat_id”,total:{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 6: sum:1}̲}}]) 4.查询每个栏目下的…group:{_id:"KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …t_id" , total:{sum:“KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 14: goods_number"}̲}}]) 5.查询每个栏目下 …match:{shop_price:{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 6: gt:50}̲}} （2）要想查出个数大于3…group:{_id:“KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: cat_id",total:{sum:1}}}
（3）最后用match来去除大于3个的栏目
{KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: match:{total:{gte:3}}}
6.查询每个栏目下的库存量,并按库存量排序
思路：
（1）按栏目的库存量分组（2）排序
{KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: group:{_id:"cat_id” , total:{sum:"sum:"sum:"goods_number”}}}
{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 15: sort:{total:1}}̲ db.goods.aggre…group:{_id:“KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …t_id" , total:{sum:“KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 14: goods_number"}̲}}, {sort:{total:1}}])
1是正序，-1是逆序
7.查询每个栏目的商品平均价格,并按平均价格由高到低排序
db.goods.aggregate([{KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: group:{_id:"cat_id”,avg:{avg:"avg:"avg:"shop_price”}}},{$sort:{avg:-1}}])

三、游标操作
前面给大家讲过，MongoDB在底层上时用js来实现的，所以我们可以通过以下代码，在数据库中插入1000条数据。
for (var i=0;i<1000;i++){
db.bar.insert({_id:i+1,title:‘hello world’+i,content:‘aaa’+i})
}
我们可以看出，上面就是js的for循环代码。所以在MongoDB中可以将js代码和我们的数据库做操作指令一起配合来使用。
如果数据库中很多数据，比如刚刚插入的1000条，我们执行以下命令：
db.bar.find()
他会将所有的数据都查询出来给我们，此时我们考虑是否能让我们在查询的时候，像python中生成器那样，每次给我们返回一个数据。其实在MongoDB中也有类似生成器这样的东东，他叫游标
1、游标是什么？
mongo的游标相当于python中的迭代器。通过将查询结构定义给一个变量，这个变量就是游标。通过这个游标，我们可以每次获取一个数据。
2、游标的声明：
var curor_name = db.bar.find()
3、游标的操作：
curor.hasNext()//判断游标是否已经取到尽头，|true表示没有到尽头。
curor.next()//取出游标的下一个单元
例如：
var mycusor = db.bar.find().limit(5)
print(mycusor.next())//会显示是一个bson格式的数据
printjson(mycusor.next())
我们可以写一个while循环来打印游标结果：
while(mycusor.hasNext()){
printjson(mycusor.next())
}
游标还有一个toArray()方法，方便我们可以看到所有行
print(mycusor.toArray())//看到所有行
print(mycusor.toArray()[2])//看到第二行
注意不要使用toArray（），原因是会把所有的行立即以对象的形式放在内存中，可以再取出少数几行时，使用此功能。
4、cursor.forEach(回调函数)
var gettile = function(obj){print(obj.goods_name)}
var cursor = db.goods.find()
cursor.forEach(gettile)
5、游标在分页中的应用
一般的，我们假设每页N行，当前是page页，就需要跳过（page-1）*N，再取N行，在mysql中，用limit，offset,N来实现，在MongoDB中，用skip(),limit()函数来实现。
var mycusor = db.bar.find().skip(90).limit(10)//跳过90条，取10条。

var mycursor = db.bar.find().skip(9995);
则是查询结果中,跳过前9995行

查询第901页,每页10条
则是 var mytcursor = db.bar.find().skip(9000).limit(10);

四、索引创建
索引提高查询速度,降低写入速度,[权衡常用的查询字段,不必在太多列上建索引]
在mongodb中,索引可以按字段升序/降序来创建,便于排序
默认是用btree来组织索引文件,2.4版本以后,也允许建立hash索引

常用命令：
(1)查看当前索引状态：db.collection.getIndexes()
(2)创建普通单列索引：db.collection.ensureIndex({field:1/-1})//1为正序，-1为逆序
(3)删除单个索引：db.collection.dropIndex({field:1/-1})
(4)删除所有索引：db.collection.dropIndexes()
_id所在的列的索引不能删除。
(5)创建多列索引：db.collection.ensureIndex({field1:1/-1，field2:1/-1})
多列索引的使用范围更广，因为一般情况下，我们都是通过多个字段来进行查询数据的，这时候单列索引其实用不到。
两个列一起建立索引其实就是将两个列绑定到一起，来创建索引

（6）子文档索引：
子文档查询：
1.插入两条带子文档的数据
db.shop. insert({name: ‘N0kia’ , SPC: {weight: 120 , area: ’ taiwan ’ } } ) ;
db.shop. insert({name: 'sanxing ’ , SPC ：{weight: 100 , area: ‘hanguo’} } ) ;
2.查询出产地在台湾的手机
db.shop.find({‘spc.area’:‘taiwan’})
给子文档加索引：
db.shop.ensureIndex({‘spc.area’:1})//子文档就点就可以了
(7) 唯一索引：{unique:true}
db.collection.ensureIndex({field:1/-1},{unique:true})
唯一索引的列不能重复插入

（8）hash索引：
db.collection.ensureIndex({field:‘hashed’})

五、MongoDB数据的导入导出
1、通用选项：
导入/导出可以操作的是本地的mongodb服务器,也可以是远程的.
所以,都有如下通用选项:
-h host 主机
–port port 端口
-u username 用户名
-p passwd 密码
2、mongoexport 导出json格式的文件
-d 库名
-c 表名
-f field1,field2…列名
-q 查询条件
-o 导出的文件名
–type csv 导出csv格式(便于和传统数据库交换数据)
例1：
mongoexport -d test -c news -o test.json
例2: 只导出goods_id,goods_name列
mongoexport -d test -c goods -f goods_id,goods_name -o goods.json
例3: 只导出价格低于1000元的行
mongoexport -d test -c goods -f goods_id,goods_name,shop_price -q ‘{shop_price:{$lt:200}}’ -o goods.json
注: _id列总是导出
当初csv文件的时候，需要制定到处哪些列。
mongoexport -d shop -c goods -o goods.csv --type csv -f goods_id,cat_id,goods_name,shop_price
3、Mongoimport 导入
-d 待导入的数据库
-c 待导入的表(不存在会自己创建)
–file 备份文件路径
例1: 导入json
mongoimport -d test -c goods --file ./goodsall.json
例2: 导入csv
mongoimport -d test -c goods --type csv -f goods_id,goods_name --file ./goodsall.csv
4、mongodump 导出二进制bson结构的数据及其索引信息
-d 库名
-c 表名
mongodum -d test [-c 表名] 默认是导出到mongo下的dump目录
规律:
导出的文件放在以database命名的目录下
每个表导出2个文件,分别是bson结构的数据文件, json的索引信息
如果不声明表名, 导出所有的表
5、mongorestore 导入二进制文件
mongorestore -d shop -c goods --dir ./dump/shop/goods.bson

二进制备份,不仅可以备份数据,还可以备份索引,备份数据比较小.速度比较快。

六、replaction复制集
一般情况下，我们通常在机器上安装了一个数据库，这是我们的数据都是存在这个数据库中的，如果有一天，因为一些不可控因素导致数据库宕机或者数据库的文件丢失，此时损失就很大了。针对于这种问题，我们希望有一个数据库集，在我们其中一个数据库进行插入的时候，其他数据库也能插入数据，这样其中一台服务器宕机了，也能够使我们的数据正常存取。
在MongoDB中，是通过replaction复制集来实现此功能的。
在Windows下实现复制集的方法：

创建复制集之前，把所有的mongo服务器都关掉
1、创建三个存储数据库的文件夹，用来保存数据文件

2、打开三个cmd窗口，分别启动三个mongodb
mongod --dbpath C:\MongoDB\Server\3.4\data\m1 --logpath C:\MongoDB\Server\3.4\data\logs\mongo1.log --port 27017 --replSet rs
mongod --dbpath C:\MongoDB\Server\3.4\data\m2 --logpath C:\MongoDB\Server\3.4\data\logs\mongo2.log --port 27018 --replSet rs
mongod --dbpath C:\MongoDB\Server\3.4\data\m3 --logpath C:\MongoDB\Server\3.4\data\logs\mongo3.log --port 27019 --replSet rs

其中的–replSet就表示创建的数据集的名称，必须指定相同的名称才可以。
3、配置
var rsconf = {
_id:‘rs’,
members:[
{_id:0,host:‘127.0.0.1:27017’},
{_id:1,host:‘127.0.0.1:27018’},
{_id:2,host:‘127.0.0.1:27019’}
]
}

这时候我们可以打印rsconf来看一下
printjson(rsconf)
接下来需要将配置初始化
rs.initiate(rsconf)
现在我们看到，现在登录客户端已经不是哪台机器，而是rs复制集

我们在主机上插入一条数据，再从机上必须输入rs.slaveOk()之后才能被允许查看数据
5、删除复制集
rs.remove(‘127.0.0.1:27019’)
删除节点后，如果想再添加，必须重新配置才可以。
var rsconf = {
_id:‘rs’,
members:[
{_id:0,host:‘127.0.0.1:27017’},
{_id:1,host:‘127.0.0.1:27018’},
{_id:2,host:‘127.0.0.1:27019’}
]
}
在输入：rs.reconfig(rsconf)
在输入rs.status(),可以看到数据集现在又是三个了。

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