02-1.Mongodb基础知识

·文档是Mongodb中数据的基本单元，非常类似于关系型数据库管理系统中的行，但更具有表现力。

·集合（collection）可以看作是一个拥有动态模式（dynamic schema）的表。

·Mongodb的一个实例可以拥有多个相互独立的数据库（database），每个数据库都拥有自己的集合。

·每一个文档都拥有一个特殊的键“_id”，这个键在文档所属的集合中是唯一的。

·Mongodb自带了一个简单但功能强大的JavaScript Shell，可以用于管理Mongodb的实例或数据库操作。

1. 文档

文档是Mongodb的核心概念。文档就是键值对的一个有序集。

文档的键是字符串，除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。

键不能含有\0（空字符）。这个字符用于表示键的结尾。

.和$具有特殊意义，只能在特定环境下使用。

Mongodb文档不能有重复的键。

2.集合

集合就是一组文档。

集合是动态模式的。这意味着一个集合里面的文档可以是各式各样的。

思考：因为集合里面可以放置任何文档，那么有必要使用多个集合吗？

·如果把各种各样的文档不加区分地放在同一个集合里，无论对开发者还是对管理员来说都将是噩梦。

·在一个集合里查询特定类型的文档在速度上也很不划算，分开查询多个集合要快得多。

·把同种类型的文档放在一个集合里，数据会更加集中。

·创建索引时，需要使用文档的附加结构（特别是创建唯一索引时）。索引是按照集合来定义的。在一个集合中只放入一种类型的文档，可以更有效的对集合进行索引。

集合命名：

·集合名不能是空字符串（""）。

·集合名不能包含\0字符（空字符）。这个字符表示集合名的结束。

·集合名不能以“system.”开头，这是为系统集合保留的前缀。

·创建的集合不能包含保留字符“$”。

子集合：组织集合的一种惯例是使用"."分隔不同命名空间的子集合。（例如：blog.posts、blog.authors）

3.数据库

在Mongodb中，多个文档组成集合，而多个集合可以组成数据库。

数据库通过名称来标识，这点与集合类似。

·不能是空字符串。

·不得含有（/  \  .  "  <  >  :  |  >  $  \0  …）。基本上只能使用ASCII中的字母和数字。

·数据库名区分大小写。

·数据库名最多为64字节。

保留数据库名：admin、local、config

命名空间（namespace）：是把数据库名添加到集合名前，得到的集合完全限定名。（如：cms数据库的blog.posts集合，这个集合的命名空间是cms.blog.posts。）

命名空间的长度不得超过121字节，且在实际使用中应小于100字节。

4.启动数据库

默认情况下，Mongodb监听27017端口。mongod还会启动一个非常基本的HTTP服务器，监听数字比主端口号高1000的端口，默认是28017端口。

5.Mongodb Shell简介

Mongodb自带JavaScript Shell，可在Shell中使用命令行与Mongodb实例交互。它是一个独立的Mongodb客户端，通过运行mongo启动Shell时，会连接到Mongodb数据库服务器的test数据库。

使用db命令可以查看当前所在数据库！

在Shell中查看或操作数据会用到4个基本操作：创建、读取、更新和删除（CRUD操作）。

创建：insert函数

可以将一个文档添加到集合中。

下图为存储博客文章的例子，首先创建一个名为post的局部变量，这是一个JavaScript对象，用于表示我们的文档。

然后可以用insert方法将其保存到blog集合中。

读取：find和findOne方法

可以用于查询集合里的文档。若只查询一个文档用findOne，使用find时，Shell会自动显示最多20个匹配的文档，也可以获取更多。

更新：update

接受（至少）两个参数：第一个是限定条件（用于匹配待更新的文档），第二个是新的文档。

假设我们要为先前写的文章增加评论功能，就需要增加一个新的键，用于保存评论数组。

首先修改变量post，增加"comments"键，然后执行update操作，用新版本的文档替换标题为"My blog post"的文章：

删除：remove

使用remove方法可以将文档从数据库中永久删除。如果没有使用任何参数，它会将集合内的所有文档全部删除。它可以接受一个作为限定条件的文档作为参数。例如下面的命令删除上面创建的文档：

>db.blog.remove({title : "My blog post"})

6.数据类型

基本数据类型：

在概念上，Mongodb的文档与JavaScript中的对象相近，因而可认为它类似于JSON。

·null：用于表示空值或者不存在的字段。  {"x" : null}

·布尔型：有两个值true和false。  {"x" : true}

·数值：Shell默认使用64位浮点型数值。因此，以下数值在Shell中是很“正常”的： {"x" : 3.14} 或 {"x" : 3}

对于整型值，可使用NumberInt类（表示4字节带符号整数）或NumberLong类（表示8字符带符号整数），分别举例如下：

{"x" : NumberInt("3")}       {"x" : NumberLong("3")}

·字符串：UTF-8字符串都可表示为字符串类型的数据。  {"x" : "foobar"}

·日期：被存储为自新纪元以来经过的毫秒数，不存储时区。  {"x" : new Date()}

·正则表达式：查询时，使用正则表达式作为限定条件，语法与JavaScript的正则表达式语法相同。  {"x" : /foobar/i}

·数组：数据列表或数据集可以表示为数组。  { "x" : ["a","b","c"]}

·内嵌文档：文档可嵌套其它文档，被嵌套的文档作为父文档的值。  {"x" : {"foo" : "bar"}}

·对象id：是一个12字节的ID，是文档的唯一标识。  {"x" : ObjectId()}

_id和ObjectId：

MongoDB 中存储的文档必须有一个"_id" 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个ObjectId 对象。在一个集合里面，每个文档都有唯一的"_id" 值，来确保集合里面每个文档都能被唯一标识。如果有两个集合的话，两个集合可以都有一个值为123 的"_id" 键，但是每个集合里面只能有一个"_id" 是123 的文档。

①.ObjectId

ObjectId 是"_id" 的默认类型。它设计成轻量型的，不同的机器都能用全局唯一的同种方法方便地生成它。这是MongoDB 采用ObjectId，而不是其他比较常规的做法（比如自动增加的主键）的主要原因，因为在多个服务器上同步自动增加主键值既费力还费时。MongoDB 从一开始就设计用来作为分布式数据库，处理多个节点是一个核心要求。后面会看到ObjectId 类型在分片环境中要容易生成得多。

ObjectId 使用12 字节的存储空间，每个字节两位十六进制数字，是一个24 位的字符串。由于看起来很长，不少人会觉得难以处理。但关键是要知道这个长长的ObjectId 是实际存储数据的两倍长。

如果快速连续创建多个ObjectId，会发现每次只有最后几位数字有变化。另外，中间的几位数字也会变化（要是在创建的过程中停顿几秒钟）。这是ObjectId 的创建方式导致的。12 字节按照如下方式生成：

前4 个字节是从标准纪元开始的时间戳，单位为秒。这会带来一些有用的属性。

·时间戳，与随后的. 5 个字节组合起来，提供了秒级别的唯一性。

·由于时间戳在前，这意味着ObjectId 大致会按照插入的顺序排列。这对于某些方面很有用，如将其作为索引提高效率，但是这个是没有保证的，仅仅是“大致”。

·这4 个字节也隐含了文档创建的时间。绝大多数驱动都会公开一个方法从ObjectId 获取这个信息。

因为使用的是当前时间，很多用户担心要对服务器进行时间同步。其实没有这个必要，因为时间戳的实际值并不重要，只要其总是不停增加就好了（每秒一次）。

接下来的3 字节是所在主机的唯一标识符。通常是机器主机名的散列值。这样就可以确保不同主机生成不同的ObjectId，不产生冲突。

为了确保在同一台机器上并发的多个进程产生的ObjectId 是唯一的，接下来的两字节来自产生ObjectId 的进程标识符（PID）。

前9 字节保证了同一秒钟不同机器不同进程产生的ObjectId 是唯一的。后3 字节就是一个自动增加的计数器，确保相同进程同一秒产生的ObjectId 也是不一样的。同一秒钟最多允许每个进程拥有2563（16 777 216）个不同的ObjectId。

②.自动生成_id

前面讲到，如果插入文档的时候没有"_id" 键，系统会自动帮你创建一个。可以由MongoDB 服务器来做这件事情，但通常会在客户端由驱动程序完成。理由如下。

虽然ObjectId 设计成轻量型的，易于生成，但是毕竟生成的时候还是产生开销。在客户端生成体现了MongoDB 的设计理念：能从服务器端转移到驱动程序来做的事，就尽量转移。这种理念背后的原因是，即便是像MongoDB 这样的可扩展数据库，扩展应用层也要比扩展数据库层容易得多。将事务交由客户端来处理，就减轻了数据库扩展的负担。

在客户端生成ObjectId，驱动程序能够提供更加丰富的API。例如，驱动程序可以有自己的insert 方法，可以返回生成的ObjectId，也可以直接将其插入文档。如果驱动程序允许服务器生成ObjectId，那么将需要单独的查询，以确定插入的文档中的"_id" 值。

PS：内容整理于《Mongodb权威指南》

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