MongoDB简介

1. NoSQL 简介

NoSQL(Not Only SQL)，意思为“不仅仅是 SQL”。通常指的是非关系型数据库。

NoSQL 通常适用于超大规模的数据存储，这是因为关系属性数据并不能很好的处理大规模数据。

NoSQL 数据库常见的主要分为如下两种，也是我们在开发中经常遇见的两种 NoSQL 数据库类型：

• k-v 存储：可以通过 key 快速的查s找出 value， 一般来说，不管什么格式的 key ，它都会存储，其 k-v 存储类型代表有:Redis, MemcacheDB等。
• 文档存储：文档存储一般类似于 json 的格式进行存储，存储的内容是文档型的，这样就有机会为某些字段建立索引，从而实现关系型数据库的某些功能。文档存储类型的数据库有: MongoDB，ElasticSearch等。

2. MongoDB 简介

MongoDB 是一个文档型数据库，数据以类似于 JSON 的文档形式存储，MongoDB 设计理念就是为了应对大数据量、高性能和灵活性需求。

在 MongoDB 中，主要使用了集合(Collection)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数据表
• 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 格式进行存储，BSON 是一种二进制数据表示格式，扩展了 JSON 数据结构，支持很多种类型的数据。

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 格式，但是在 MongoDB中文档中的数据是以 BSON 格式存储的。

3. MongoDB概念解析

对于 MongoDB 的安装操作这里就不说明了，可以在网上搜索相关资料进行下载安装。我们来主要讲讲 MongoDB 中一些主要的概念。

在 MongoDB 中基本的概念就是文档、集合、数据库。下面我们依靠关系型数据库进行类比介绍这些概念：

接下来我们一一介绍

3.1 数据库(Database)

一个 MongoDB 中可以建立多个数据库。如果在操作时没有指定数据库，MongoDB 会使用一个名为 test 的默认数据库，该数据库存储在 data 目录中。MongoDB 的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。从 MongoDB 4.0 开始，支持在单个数据库上执行多文档事务。

显示所有数据库

// 显示所有数据库
> show dbs;
< admin   40.00 KiB
  config  72.00 KiB
  local   72.00 KiB
  test     8.00 KiB

显示当前正在使用的是哪一个数据库

// 显示当前正在使用的是哪一个数据库
> show db;	
< test

连接到一个指定的数据库(test)

> use test;
< already on db test

注意，对于MongoDB中的数据库名命名，应该满足以下条件的任意UTF-8字符串。

• 不能是空字符串 ("")
• 不能包含''(空格)、.、$、/、\、\0(空字符)
• 应该全部小写
• 最多64字节

此外，在MongoDB中，有一些数据库名是需要保留的:

• admin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
• local：这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合。
• config：当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。

3.2 文档(Document)

文档是一组键值(key-value)对(即BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别。一个简单的文档例子如下:

{"nickName":"cherry", "age":24}

下面是关系型数据库与MongoDB对应的术语：

3.3 集合Collecttion

集合是 MongoDB 文档组，类似于 RDBMS(关系型数据库)中的表格。集合存在于数据库中，集合并没有固定的结构，可以在集合中插入不同格式和类型的数据。例如，我们可以将以下不同的数据结构的文档插入到集合中：

{"nickName":"cherry"}
{"nickName":"cherry","nickName":"lily"}
{"nickName":"cherry","nickName":"lily","num":15}

当第一个文档插入时，集合就会被创建。

注意：集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。

3.4 MongoDB 数据类型

下表为MongoDB中常用的几种数据类型。

下面说明下几种重要的数据类型。

3.4.1 ObjectId

ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：

• 前4个字节表示创建 unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了8个小时。
• 接下来的3个字节是机器标识码
• 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
• 最后三个字节是随机数

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。由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:

> var newobject objectId()
> newobject.getTimestamp()
< 2024-10-29T02:41:08.000Z

3.4.2 字符串

BSON 字符串都是 UTF-8 编码。

3.4.3 日期

表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。

> var mydatel new Date()
> mydatel
< 2024-10-29T02:44:47.632Z
> typeof mydatel
< object
>Date()
< Tue0ct29202410:45:19GMT+0800(中国标准时间)
test>|

这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。返回一个时间类型的字符串。

4. MongoDB 用户管理

在 MongoDB 中进行用户管理涉及用户的创建、分配角色、认证和登录等操作。下面是一个详细的说明，包含如何使用 MongoDB Shell (mongo) 或 MongoDB Compass 来管理用户。

4.1 连接到MongoDB管理用户

mongosh --host <hostname> --port <port>

4.2 切换到目标数据库

use <database_name>

4.3 创建用户

使用 db.createUser 命令创建用户并分配角色，例如，创建一个名为 testuser 的用户，密码为 password123，并赋予 readWrite 和 dbAdmin 角色：

db.createUser({
  user: "testuser",
  pwd: "password123",
  roles: [
    { role: "readWrite", db: "<database_name>" },
    { role: "dbAdmin", db: "<database_name>" }
  ]
})

4.4 验证用户

创建用户后，你可以使用 db.auth 命令验证用户身份：

db.auth("testuser", "password123")

4.5 启用身份验证

为了确保只有经过身份验证的用户才能访问 MongoDB，需要启用身份验证。编辑 MongoDB 配置文件 mongod.conf，并在其中添加以下内容：

security:
  authorization: "enabled"

然后重启 MongoDB 服务以应用更改。

4.6 使用用户身份登录

mongosh --host <hostname> --port <port> -u "testuser" -p "password123" --authenticationDatabase "<database_name>"

4.7 删除用户

使用 db.dropUser 命令删除指定用户。

例如，删除名为 testuser 的用户：

db.dropUser("testuser")