MongoDB基礎知識
什麼是MongoDB ?
MongoDB 是由C++語言編寫的，是一個基於分佈式文件存儲的開源數據庫系統。
在高負載的情況下，添加更多的節點，可以保證服務器性能。
MongoDB 旨在爲WEB應用提供可擴展的高性能數據存儲解決方案。
MongoDB 將數據存儲爲一個文檔，數據結構由鍵值(key=>value)對組成。MongoDB 文檔類似於 JSON 對象。字段值可以包含其他文檔，數組及文檔數組。
主要特點
MongoDB 是一個面向文檔存儲的數據庫，操作起來比較簡單和容易。
你可以在MongoDB記錄中設置任何屬性的索引 (如：FirstName="Sameer",Address="8 Gandhi Road")來實現更快的排序。
你可以通過本地或者網絡創建數據鏡像，這使得MongoDB有更強的擴展性。
如果負載的增加（需要更多的存儲空間和更強的處理能力） ，它可以分佈在計算機網絡中的其他節點上這就是所謂的分片。
Mongo支持豐富的查詢表達式。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 使用update()命令可以實現替換完成的文檔（數據）或者一些指定的數據字段 。
Mongodb中的Map/reduce主要是用來對數據進行批量處理和聚合操作。
Map和Reduce。Map函數調用emit(key,value)遍歷集合中所有的記錄，將key與value傳給Reduce函數進行處理。
Map函數和Reduce函數是使用Javascript編寫的，並可以通過db.runCommand或mapreduce命令來執行MapReduce操作。
GridFS是MongoDB中的一個內置功能，可以用於存放大量小文件。
MongoDB允許在服務端執行腳本，可以用Javascript編寫某個函數，直接在服務端執行，也可以把函數的定義存儲在服務端，下次直接調用即可。
MongoDB支持各種編程語言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多種語言。
MongoDB安裝簡單。
MongoDB 下載
https://www.mongodb.com/download-center#community
MongoDB 概念解析
通過下圖實例，我們也可以更直觀的瞭解Mongo中的一些概念：
數據庫
一個mongodb中可以建立多個數據庫。
MongoDB的默認數據庫爲"db"，該數據庫存儲在data目錄中。
MongoDB的單個實例可以容納多個獨立的數據庫，每一個都有自己的集合和權限，不同的數據庫也放置在不同的文件中。
"show dbs" 命令可以顯示所有數據的列表。
$ ./mongoMongoDB shell version: 3.0.6connecting to: test> show dbslocal 0.078GBtest 0.078GB>
執行 "db" 命令可以顯示當前數據庫對象或集合。
$ ./mongoMongoDB shell version: 3.0.6connecting to: test> db
test>
運行"use"命令，可以連接到一個指定的數據庫。
> use localswitched to db local> dblocal>
以上實例命令中，"local" 是你要鏈接的數據庫。
在下一個章節我們將詳細講解MongoDB中命令的使用。
數據庫也通過名字來標識。數據庫名可以是滿足以下條件的任意UTF-8字符串。
不能是空字符串（"")。
不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
應全部小寫。
最多64字節。
有一些數據庫名是保留的，可以直接訪問這些有特殊作用的數據庫。
admin： 從權限的角度來看，這是"root"數據庫。要是將一個用戶添加到這個數據庫，這個用戶自動繼承所有數據庫的權限。一些特定的服務器端命令也只能從這個數據庫運行，比如列出所有的數據庫或者關閉服務器。
local: 這個數據永遠不會被複制，可以用來存儲限於本地單臺服務器的任意集合
config: 當Mongo用於分片設置時，config數據庫在內部使用，用於保存分片的相關信息。
文檔
文檔是一組鍵值(key-value)對(即BSON)。MongoDB 的文檔不需要設置相同的字段，並且相同的字段不需要相同的數據類型，這與關係型數據庫有很大的區別，也是 MongoDB 非常突出的特點。
一個簡單的文檔例子如下：
{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鳥教程"}
下表列出了 RDBMS 與 MongoDB 對應的術語：
需要注意的是：
文檔中的鍵/值對是有序的。
文檔中的值不僅可以是在雙引號裏面的字符串，還可以是其他幾種數據類型（甚至可以是整個嵌入的文檔)。
MongoDB區分類型和大小寫。
MongoDB的文檔不能有重複的鍵。
文檔的鍵是字符串。除了少數例外情況，鍵可以使用任意UTF-8字符。
文檔鍵命名規範：
鍵不能含有\0 (空字符)。這個字符用來表示鍵的結尾。
.和$有特別的意義，只有在特定環境下才能使用。
以下劃線"_"開頭的鍵是保留的(不是嚴格要求的)。
集合
集合就是 MongoDB 文檔組，類似於 RDBMS （關係數據庫管理系統：Relational Database Management System)中的表格。
集合存在於數據庫中，集合沒有固定的結構，這意味着你在對集合可以插入不同格式和類型的數據，但通常情況下我們插入集合的數據都會有一定的關聯性。
比如，我們可以將以下不同數據結構的文檔插入到集合中：
{"site":"www.baidu.com"}{"site":"www.google.com","name":"Google"}{"site":"www.runoob.com","name":"菜鳥教程","num":5}當第一個文檔插入時，集合就會被創建。
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)，這個字符表示集合名的結尾。
集合名不能以"system."開頭，這是爲系統集合保留的前綴。
用戶創建的集合名字不能含有保留字符。有些驅動程序的確支持在集合名裏面包含，這是因爲某些系統生成的集合中包含該字符。除非你要訪問這種系統創建的集合，否則千萬不要在名字裏出現$。
如下實例：
db.col.findOne()
capped collections
Capped collections 就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及隊列過期的特性(過期按照插入的順序). 有點和 "RRD" 概念類似。
Capped collections是高性能自動的維護對象的插入順序。它非常適合類似記錄日誌的功能 和標準的collection不同，你必須要顯式的創建一個capped collection， 指定一個collection的大小，單位是字節。collection的數據存儲空間值提前分配的。
要注意的是指定的存儲大小包含了數據庫的頭信息。
db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})
在capped collection中，你能添加新的對象。
能進行更新，然而，對象不會增加存儲空間。如果增加，更新就會失敗 。
數據庫不允許進行刪除。使用drop()方法刪除collection所有的行。
注意: 刪除之後，你必須顯式的重新創建這個collection。
在32bit機器中，capped collection最大存儲爲1e9( 1X109)個字節。
元數據
數據庫的信息是存儲在集合中。它們使用了系統的命名空間：
dbname.system.*
在MongoDB數據庫中名字空間 <dbname>.system.* 是包含多種系統信息的特殊集合(Collection)，如下:
| 集合命名空間 | 描述 |
|---|---|
| dbname.system.namespaces | 列出所有名字空間。 |
| dbname.system.indexes | 列出所有索引。 |
| dbname.system.profile | 包含數據庫概要(profile)信息。 |
| dbname.system.users | 列出所有可訪問數據庫的用戶。 |
| dbname.local.sources | 包含複製對端（slave）的服務器信息和狀態。 |
對於修改系統集合中的對象有如下限制。
在{{system.indexes}}插入數據，可以創建索引。但除此之外該表信息是不可變的(特殊的drop index命令將自動更新相關信息)。
{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可刪除的。
MongoDB 數據類型
下表爲MongoDB中常用的幾種數據類型。
| 數據類型 | 描述 |
|---|---|
| String | 字符串。存儲數據常用的數據類型。在 MongoDB 中，UTF-8 編碼的字符串纔是合法的。 |
| Integer | 整型數值。用於存儲數值。根據你所採用的服務器，可分爲 32 位或 64 位。 |
| Boolean | 布爾值。用於存儲布爾值（真/假）。 |
| Double | 雙精度浮點值。用於存儲浮點值。 |
| Min/Max keys | 將一個值與 BSON（二進制的 JSON）元素的最低值和最高值相對比。 |
| Array | 用於將數組或列表或多個值存儲爲一個鍵。 |
| Timestamp | 時間戳。記錄文檔修改或添加的具體時間。 |
| Object | 用於內嵌文檔。 |
| Null | 用於創建空值。 |
| Symbol | 符號。該數據類型基本上等同於字符串類型，但不同的是，它一般用於採用特殊符號類型的語言。 |
| Date | 日期時間。用 UNIX 時間格式來存儲當前日期或時間。你可以指定自己的日期時間：創建 Date 對象，傳入年月日信息。 |
| Object ID | 對象 ID。用於創建文檔的 ID。 |
| Binary Data | 二進制數據。用於存儲二進制數據。 |
| Code | 代碼類型。用於在文檔中存儲 JavaScript 代碼。 |
| Regular expression | 正則表達式類型。用於存儲正則表達式。 |