MongoDB（1）： 安裝與配置及簡介

一.簡介

  MongoDB一種非關系型數據庫(NoSql)，是一種強大、靈活、可擴展的數據存儲方式，因為MongoDB是文檔模型，自由靈活很高，可以讓你在開發過程中暢順無比，對于大數據量、高并發、弱事務的互聯網應用，MongoDB可以應對自如，MongoDB內置的水平擴展機制提供了從百萬到十億級別的數據量處理能力，還對MapReduce式聚合的支持,以及對地理空間索引的支持。

1.1、為什么需要NoSQL

簡單的說，就是為了解決在web2.0時代，出現的三高要求：

 1：對數據庫高并發讀寫的需求

 2：對海量數據的高效率存儲和訪問的需求

 3：對數據庫的高可擴展性和高可用性的需求

而RDB（關系型數據庫）里面的一些特性，在web2.0里面往往變得不那么重要，比如：

 1：數據庫事務一致性

 2：數據庫的實時讀寫

 3：復雜的SQL查詢，特別是多表關聯查詢

1.2、CAP定理

CAP定理, 又被稱作布魯爾定理（Eric Brewer）它指出對于一個分布式計算系統來說，不可能同時滿足以下三點:

 1：強一致性(Consistency)：系統在執行過某項操作后仍然處于一致的，在分布式系統中，更新操作執行成功后所有的用戶都應該讀取到最新的值，這樣的系統被認為具有強一致性

 2：可用性(Availability)：每一個操作總是能夠在一定的時間內返回結果

 3：分區容錯性(Partition tolerance)：系統在存在網絡分區的情況下仍然可以接受請求并處理，這里網絡分區是指由于某種原因網絡被分成若干個孤立區域，而區域之間互不相通

根據CAP原理將數據庫分成了滿足CA原則、滿足CP原則和滿足AP原則三大類：

 1：CA：單點集群，滿足一致性，可用性，通常在可擴展性上不太強大，比如RDB

 2：CP：滿足一致性和分區容錯性，通常性能不是特別高，如分布式數據庫

 3：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原理（Basically Available，Soft-state，Eventual consistency ）

 1：基本可用（Basically Available）：系統能夠基本運行、一直提供服務。

 2：軟狀態（Soft-state）：系統不要求一直保持強一致狀態。

 3：最終一致性（Eventual consistency）：系統需要在某一時刻后達到一致性要求

1.3、NoSQL的優缺點

優點

 1、擴展簡單方便，尤其是水平橫向擴展

  （縱向擴展是指用更強的機器；橫向擴展是指把數據分散到多個機器）

 2、讀寫快速高效，多數都會映射到內存操作

 3、成本低廉，用普通機器，分布式集群即可

 4、數據模型靈活，沒有固定的數據模型

NoSQL的缺點

 不提供對SQL的支持

 現有產品還不夠成熟穩定，功能也還有待加強

1.4、mongodb的特點

高性能、易于使用、易于擴展、功能豐富

面向集合存儲，模式自由

支持動態查詢，支持javascript表達式查詢

支持完全索引，包含內部對象

支持復制和故障恢復

支持副本集復制和自動故障恢復

自動處理分片

使用高效的二進制數據儲存，包括大型對象

文件存儲格式為BSON（一種JSON的擴展）

二.基本概念

數據庫

 MongoDB的一個實例可以擁有一個或多個相互獨立的數據庫，每個數據庫都有自己的集合

文檔（document）：是MongoDB中數據的基本單元

非常類似于關系型數據庫系統中的行（但是比行要復雜的多）

注意：

每一個文檔都有一個特殊的鍵”_id”，它在文檔所處的集合中是唯一的，相當于關

系數據庫中的表的主鍵

集合（collection）：就是一組文檔

類似于關系型數據庫系統中的表

_id

  每個文檔都有個特殊的“_id”，在文檔所屬集合中是唯一的

JavaScript shell

  MongoDB自帶了一個功能強大的JavaScript Shell，可以用于管理或操作MongoDB

MongoDB的單個計算機可以容納多個獨立的數據庫，每一個數據庫都有自己的集合和權限。

MongoDB自帶簡介但功能強大的JavaScript shell，這個工具對于管理MongoDB實例和操作數據作用非常大

注意：MongoDB中沒有主外鍵的概念

三.規則與數據類型

3.1、數據庫名稱定義規則

1、不能是空串

2、不得含有/、\、？、$、空格、空字符等等，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字節

5、不得使用保留的數據庫名，比如：admin，local，config

注意：數據庫最終會成為文件，數據庫名就是文件的名稱

3.2、集合名稱定義規則

1、不能是空串

2、不能包含\0字符（空字符），這個字符表示集合名的結束，也不能包含”$”

3、不能以”system.”開頭，這是為系統集合保留的前綴

3.3、文檔的鍵的定義規則

1、不能包含\0字符（空字符），這個字符表示鍵的結束

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、鍵不能重復

注意：文檔的鍵值對是有順序的，相同的鍵值對如果有不同順序的話，也是不同的文檔

3.4、數據類型

數據類型                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不支持該類型，默認會轉換成64位浮點數，也可以使用NumberInt類，比如：     {“x”:NumberInt(“3”)}

64位整數            shell不支持該類型，默認會轉換成64位浮點數,也可以使用NumberLong類，比如：     {“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}

字符串            UTF-8字符串                                     {"foo":"bar"}

符號             shell不支持，shell會將數據庫中的符號類型的數據自動轉換成字符串

對象id             文檔的12字節的唯一id                               {"id": ObjectId()}

日期             從標準紀元開始的毫秒數                               {"date":new Date()}

正則表達式          文檔中可以包含正則表達式，遵循JavaScript的語法                  {"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"}}