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MongoDB

news 2025/6/27 13:26:24

目录

一：什么是MongoDB

1：主要特点

2：MongoDB概念解析

3：完整术语列表

二：MongoDB安装

三：MongoDB Shell

1：安装MongoDB Shell

2：验证MongoDB Shell

四：数据库管理

五：集合管理

1：查看集合

2：创建集合

3：更新集合名

4：删除集合

六：文档操作

1：插入文档

2：查询文档

3：删除文档

4：更新文档

七：MongoDB 备份（mongodump）与恢复（mongorestore)

1：安装备份与恢复命令

2：MongoDB数据备份

3：MongoDB数据恢复

八：MongoDB用户管理

一：什么是MongoDB

    MongoDB 是一个文档型数据库，数据以类似JSON 的文档形式存储。MongoDB 的设计理念是为了应对大数据量、高性能和灵活性需求。MongoDB 使用集合(Collections)来组织文档(Documents)，每个文档都是由键值对组成
的。

  • 数据库(Database):存储数据的容器，类似于关系型数据库中的数据库。
  • 集合(Collection):数据库中的一个集合，类似于关系型数据库中的表
  • 文档(Document):集合中的一个数据记录，类似于关系型数据库中的行(row)，以 BSON 格式存储。

    MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成，文档类似于JSON 对象，字段值可以包含其他文档，数组及文档数组:

1：主要特点

特性类别具体描述
文档导向的存储以JSON-like格式存储数据，支持灵活和丰富的数据结构。
索引优化查询允许为任意属性（如FirstName、Address）创建索引，提升查询效率和排序性能。
数据镜像与扩展性通过本地或网络创建数据副本，实现数据冗余和扩展能力。
水平扩展与分片通过分片技术将数据分布到多个节点，支持水平扩展以应对高负载。
强大的查询语言使用JSON格式的查询语法，支持复杂查询（包括内嵌对象和数组）。
数据更新通过update()命令替换整个文档或更新指定字段，提供灵活的数据更新方式。
MapReduce批量处理专为大规模数据处理设计，通过Map函数的emit(key, value)和Reduce函数实现高效数据汇总。
MapReduce脚本编写Map和Reduce函数用JavaScript编写，可通过db.runCommand或mapreduce命令执行。
GridFS大文件存储内置功能，用于存储和检索超过BSON文档大小限制的文件（如图片、视频）。
服务端脚本执行支持在服务端执行JavaScript脚本，可直接执行或存储函数定义供后续调用。
多语言支持提供多种编程语言支持，包括RUBY、PYTHON、JAVA、C++、PHP、C#等。

2：MongoDB概念解析

SQL 术语/概念MongoDB 术语/概念解释/说明
databasedatabase数据库
tablecollection数据库表（SQL） / 集合（MongoDB）
rowdocument数据记录行（SQL） / 文档（MongoDB），MongoDB 使用 JSON-like 格式存储文档
columnfield数据字段（SQL） / 域（MongoDB）
indexindex索引，用于加速查询
table joins表连接（SQL），MongoDB 不支持连接操作，需通过嵌入文档或应用层逻辑实现
primary keyprimary key主键（SQL），MongoDB 自动将 _id 字段设置为主键

3：完整术语列表

概念/功能描述
文档（Document）MongoDB的基本数据单元，采用JSON-like结构，支持多种数据类型。
集合（Collection）类似于SQL中的表，是文档的容器，不要求文档具有固定模式。
数据库（Database）包含多个集合的MongoDB实例。
BSONBinary JSON的缩写，MongoDB用于存储和传输文档的二进制格式。
索引（Index）优化查询性能的数据结构，可基于一个或多个字段创建。
分片（Sharding）将数据分布到多个服务器（分片）以处理大数据集和高吞吐量。
副本集（Replica Set）一组维护相同数据的MongoDB服务器，提供冗余备份和高可用性。
主节点（Primary）副本集中处理所有写入操作的服务器。
从节点（Secondary）副本集中用于读取数据，主节点故障时可接管为主节点。
MongoDB Shell命令行界面，用于与MongoDB实例交互。
聚合框架（Aggregation Framework）用于执行复杂数据处理和聚合操作的一系列操作。
Map-Reduce编程模型，用于并行处理大数据集。
GridFS存储和检索超过BSON文档大小限制的文件（如图片、视频）。
ObjectIdMongoDB为每个文档自动生成的唯一标识符。
CRUD操作创建（Create）、读取（Read）、更新（Update）、删除（Delete）操作。
事务（Transactions）从MongoDB 4.0开始支持，允许一组操作作为原子单元执行。
操作符（Operators）用于查询和更新文档的特殊字段（如$set、$inc）。
连接（Join）通过$lookup操作符实现类似SQL的连接操作。
TTL（Time-To-Live）为字段设置过期时间，自动删除旧数据。
存储引擎（Storage Engine）数据存储管理技术（如WiredTiger、MMAPv1）。
MongoDB Compass图形界面工具，用于可视化和管理MongoDB数据。
MongoDB AtlasMongoDB提供的云服务，支持在云端托管数据库。

二：MongoDB安装

# 安装依赖包
dnf install libcurl openssl -y# 解压安装包
tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel8-8.0.8.tgz# 移动安装文件
mv mongodb-linux-x86_64-rhel88-8.0.8 /usr/local/mongodb# 配置环境变量
echo 'export PATH=/usr/local/mongodb/bin:$PATH' >> /etc/profile
source /etc/profile

创建数据库目录

默认情况下 MongoDB 启动后会初始化以下两个目录:

数据存储目录：/var/lib/mongodb

日志文件目录：/var/log/mongodb

# 创建数据目录并设置权限
[root@localhost ~]# mkdir -p /var/lib/mongo
[root@localhost ~]# mkdir -p /var/log/mongodb
[root@localhost ~]# chown `whoami` /var/lib/mongo  # 设置权限
[root@localhost ~]# chown `whoami` /var/log/mongodb  # 设置权限# 安装OpenSSL依赖
[root@localhost ~]# dnf install -y gcc make perl
[root@localhost ~]# tar xzf openssl-1.1.1w.tar.gz
[root@localhost ~]# cd openssl-1.1.1w
[root@sentinel01 openssl-1.1.1w]# ./config --prefix=/opt/openssl --openssldir=/opt/openssl/ssl
[root@sentinel01 openssl-1.1.1w]# make -j$(nproc)
[root@sentinel01 openssl-1.1.1w]# make install# 设置OpenSSL环境变量
[root@localhost ~]# echo 'export LD_LIBRARY_PATH=/opt/openssl/lib:$LD_LIBRARY_PATH' | sudo tee /etc/profile.d/openssl.sh
[root@localhost ~]# source /etc/profile.d/openssl.sh# 启动MongoDB服务
[root@localhost ~]# mongod --dbpath /var/lib/mongo --logpath /var/log/mongodb/mongod.log --fork# 成功启动输出示例
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 12102
child process started successfully, parent exiting

三：MongoDB Shell

    MongoDB Shell 是 MongoDB 提供的官方交互式界面,允许用户与 MongoDB 数据库进行交互、执行命令和操作数据库。

    MongoDB Shell 是基于 JavaScript 的，允许用户直接在命令行或者脚本中使用 JavaScript 语言来操作 MongoDB 数据库。

1：安装MongoDB Shell

# 解压安装包
[root@localhost ~]# tar xzf mongosh-2.5.0-linux-x64-openssl3.tgz# 进入解压目录
[root@localhost ~]# cd mongosh-2.5.0-linux-x64-openssl3
[root@localhost mongosh-2.5.0-linux-x64-openssl3]# cd bin/# 复制文件到系统目录
[root@localhost bin]# cp mongosh /usr/local/bin/
[root@localhost bin]# cp mongosh_crypt_v1.so /usr/local/lib/

2：验证MongoDB Shell

# 连接MongoDB服务器
mongosh --host <hostname> --port <port>

说明：

  • - mongosh: 启动 MongoDB Shell 命令行工具。
  • - --host <hostname>: 指定 MongoDB 服务器的主机名或 IP 地址。
  •   - <hostname>: MongoDB 服务器的主机名（如 localhost）或 IP 地址（如 127.0.0.1）。
  • - --port <port>: 指定 MongoDB 服务器的端口号。
  •   - <port>: MongoDB 服务器监听的端口号，默认端口是 27017。

四：数据库管理

操作类型命令/方法说明示例
查看数据库列表show dbs显示当前MongoDB实例中所有非空数据库（系统库默认显示）> show dbs
admin 40.00 KiB
config 60.00 KiB
local 40.00 KiB
查看当前数据库db显示当前正在使用的数据库> db
runoob
创建数据库use DATABASE_NAME切换到指定数据库，若不存在则自动创建（需插入数据后才会显示）> use mydb
> db.coll.insertOne({name: "Alice"})
删除数据库db.dropDatabase()删除当前数据库及其所有集合（需先切换到目标数据库）> use mydb
> db.dropDatabase()
{ ok: 1, dropped: 'mydb' }
默认数据库test未指定数据库时，MongoDB默认使用test数据库存储数据> db.coll.insertOne({x: 1}) // 默认存入test
系统内置数据库admin存储用户权限和全局管理信息（如创建用户、集群配置）> use admin
> db.createUser(...)
config仅在分片集群中存在，存储分片元数据（如分片键、块分布）> use config
> db.shards.find()
local存储副本集状态和操作日志（oplog），数据不复制到其他节点> use local
> db.oplog.rs.find()

五：集合管理

1：查看集合

查看当前库已有集合，可以使用show collections 或show tables命令

2：创建集合

MongoDB 中使用 `createCollection()` 方法来创建集合。

语法格式：

db.createCollection(name, options)

参数说明：

  • name: 要创建的集合名称（字符串类型，必填）
  • options: 可选参数，指定有关内存大小及索引的选项（文档类型）

options 可以是如下参数：

参数名类型描述示例值
capped布尔值是否创建固定大小的集合（循环覆盖旧数据）true
size数值集合的最大字节大小（仅在capped为true时有效）10485760 (10MB)
max数值集合允许的最大文档数（仅在capped为true时有效）5000
validator对象文档验证规则（使用JSON Schema语法）{ $jsonSchema: { bsonType: "object", required: ["name"] } }
validationLevel字符串验证严格程度：
"off": 不验证
"strict": 插入和更新都验证（默认）
"moderate": 仅更新时验证		"strict"
validationAction字符串验证失败时的处理：
"error": 拒绝操作（默认）
"warn": 允许但记录警告		"error"
storageEngine对象指定存储引擎配置{ wiredTiger: { configString: "block_compressor=zstd" } }
collation对象指定字符串排序规则（如语言、大小写敏感等）{ locale: "en", strength: 2 }

在插入文档时，MongoDB 首先检查固定集合的 size字段，然后检査 max 字段。

使用这些选项创建一个集合的实例:

> db.createCollection("myComplexCollection", {capped: true,                       // 固定集合size: 10485760,                     // 大小限制(10MB)max: 5000,                          // 文档数量限制validator: {                        // 文档验证规则$jsonSchema: {bsonType: "object",required: ["name", "email"],properties: {name: {bsonType: "string",description: "必须为字符串且为必填项"},email: {bsonType: "string",pattern: ".+@.+$",  // 邮箱格式验证description: "必须为有效的电子邮件地址"}}}},validationLevel: "strict",          // 严格验证级别validationAction: "error",          // 验证失败时抛出错误storageEngine: {                    // 存储引擎配置wiredTiger: { configString: "block_compressor=zstd" }},collation: {                        // 排序规则locale: "en", strength: 2 }
});

这个例子创建了一个集合，具有以下特性:

固定大小，最大 10MB，最多存储 5000个文档。

文档必须包含必须是字符串，email必须是有效和email 字段，其中namename的电子邮件格式。
验证级别为严格，验证失败将阻止插入或更新。
使用 WiredTiger 存储引擎，指定块压缩器为 zstd。
默认使用英语排序规则。

实例

在 test 数据库中创建 runoob 集合:

> use test
switched to db test
> db.createCollection("runoob")
{ "ok" : 1 }

注意: 在 MongoDB 中，集合只有在内容插入后才会创建，就是说，创建集合(数据表)后要再插入一个文档(记录)，集合才会真正创建。

3：更新集合名

在 MongoDB 中，不能直接通过命令来重命名集合。

MongoDB 可以使用 renameCollection 方法来来重命名集合。

// MongoDB 集合重命名命令语法
> db.adminCommand({renameCollection: "sourceDb.sourceCollection",  // 原集合全名(数据库.集合)to: "targetDb.targetCollection",               // 目标集合全名dropTarget: <boolean>                          // 是否覆盖目标集合(true/false)
})

参数说明:

  • renameCollection:要重命名的集合的完全限定名称(包括数据库名)。
  • to:目标集合的完全限定名称(包括数据库名)。
  • dropTarget(可选):布尔值。如果目标集合已经存在，是否删除目标集合。默认值为false。

4：删除集合

MongoDB 中使用 drop()方法来删除集合。

drop()方法可以永久地从数据库中删除指定的集合及其所有文档,这是一个不可逆的操作,因此需要谨慎使用。

语法格式:

db.collection 名称.drop()

如果成功删除选定集合，则 drop()方法返回 true，否则返回 false。

六：文档操作

1：插入文档

常用的插入文档方法
方法用途是否弃用
insertOne()插入单个文档否
insertMany()插入多个文档否
insert()插入单个或多个文档是
save()插入或更新文档是

    在 MongoDB 中，插入文档时如果集合(Collection)不存在，数据库会自动创建该集合。这是 MongoDB 的默认行为，也是其无模式设计(Schema-less)的核心特性之一

2：查询文档

方法语法格式返回结果查询条件字段投影使用场景
find()db.collection.find(query, projection)返回游标对象（可迭代）可选，默认为{}（匹配所有文档）可选，控制返回字段需要获取多个匹配文档时使用
findOne()db.collection.findOne(query, projection)返回单个文档/null可选，默认为{}（匹配所有文档）可选，控制返回字段只需获取第一个匹配文档时使用

3：删除文档

方法语法格式功能描述返回值使用场景
deleteOne()db.collection.deleteOne(filter, options)删除第一个匹配的文档{acknowledged: bool, deletedCount: number}精确删除单个文档（如按ID删除）
deleteMany()db.collection.deleteMany(filter, options)删除所有匹配的文档{acknowledged: bool, deletedCount: number}批量清理数据（如过期日志删除）
findOneAndDelete()db.collection.findOneAndDelete(filter, options)查找并删除一个文档，可返回被删文档被删除的文档（或null）需要记录被删内容的场景

4：更新文档

方法语法格式功能描述返回值核心特点
updateOne()db.collection.updateOne(filter, update, options)更新第一个匹配的文档{acknowledged: bool, matchedCount: number, modifiedCount: number}支持操作符($set等)，可配置upsert
updateMany()db.collection.updateMany(filter, update, options)更新所有匹配的文档{acknowledged: bool, matchedCount: number, modifiedCount: number}批量更新，支持相同操作符
replaceOne()db.collection.replaceOne(filter, replacement, options)完全替换匹配的第一个文档{acknowledged: bool, matchedCount: number, modifiedCount: number}替换整个文档（非字段级更新）
findOneAndUpdate()db.collection.findOneAndUpdate(filter, update, options)查找并更新一个文档，可返回文档默认返回更新前的文档（可配置返回更新后）支持排序/投影等高级选项

七：MongoDB 备份（mongodump）与恢复（mongorestore)

1：安装备份与恢复命令

[root@localhost ~]# rpm -ivh mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.12.0.rpm

2：MongoDB数据备份

mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
  • -h:MongoDB 所在服务器地址，例如:127.0.0.1，当然也可以指定端口号:127.0.0.1 :27017
  • -d:需要备份的数据库实例，例如:test
  • -o:备份的数据存放位置，例如:/data/dump，当然该目录需要提前建立，在备份完成后，系统自动在 dump 目录下建立一个 test 目录,这个目录里面存放该数据库实例的备份数据。
[root@localhost ~]#mongodump

mongodump 命令可选参数列表如下所示:

语法描述实例
mongodump --host HOST_NAME --port PORT_NUMBER备份所有MongoDB数据mongodump --host runoob.com --port 27017
mongodump --dbpath DB_PATH --out BACKUP_DIRECTORY从指定数据目录备份mongodump --dbpath /data/db/ --out /data/backup/
mongodump --collection COLLECTION --db DB_NAME备份指定数据库的集合mongodump --collection mycol --db test

3：MongoDB数据恢复

mongodb 使用 mongorestore 命令来恢复备份的数据。

> mongorestore -h <hostname>:<port> -d dbname <path>

  • --host  <:port>，-h <:port>: MongoDB所在服务器地址，默认为:localhost:27017
  • --db ，-d :需要恢复的数据库实例，例如:test，当然这个名称也可以和备份时候的不一样，比如 test2
  • --drop:恢复的时候，先删除当前数据，然后恢复备份的数据。就是说，恢复后，备份后添加修改的数据都会被删除，慎用哦!
  • <path>:mongorestore 最后的一个参数，设置备份数据所在位置，例如:c:\data\dump\test。你不能同时指定<path〉和 --dir 选项，--dir 也可以设置备份目录。
  • --dir:指定备份的目录，你不能同时指定<path>和--dir 选项
[root@localhost ~]# mongorestore

mongorestore默认会从当前执行命令的路径下的dump目录中读取备份数据

八：MongoDB用户管理

# 连接MongoDB
mongosh# 切换数据库
use test# 创建用户
db.createUser({user: "testuser",pwd: "password123",roles: [{ role: "readWrite", db: "test" },  // 读写权限{ role: "dbAdmin", db: "test" }     // 数据库管理权限]
})# 验证用户
db.auth("testuser", "password123")  // 返回1表示成功# 启用认证(二选一)
# 方法1: 修改配置文件
security:authorization: "enabled"# 方法2: 启动时加参数
mongod --auth --dbpath /var/lib/mongo --logpath /var/log/mongodb/mongod.log --fork# 认证登录
mongosh --host localhost --port 27017 -u "testuser" -p "password123" --authenticationDatabase "test"# 删除用户
db.dropUser("testuser")
http://www.lqws.cn/news/534907.html

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