MongoDB简介&体系结构&数据模型&特点

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MongoDB简介

  MongoDB是一个开源、高性能、五模式的文档型数据库,当初的设计就是用于简化开发和方便扩展,是NoSQL数据库产品中的一种。MongoDB是最像关系型数据库(MySQL)的非关系型数据库。

  它支持的数据结构非常松散,是一种类似于JSON的格式叫BSON,所以它既可以存储比较复杂的数据类型,又相当的灵活。

  MongoDB中记录的是一个文档,它是一个由字段(field:value)组成的数据结构。MongoDB文档类似于JSON对象,即一个文档认为就是一个对象。 字段的数据类型是字符型,它的值除了使用基本的一些类型外,还可以包括其他文档、普通数组和文档数组。

体系结构

MySQL和MongoDB对比:

效果图

SQL术语/概念MongoDB术语/概念解释/说明
databasedatabase数据库
tablecollection数据库表/集合
rowdocument数据记录行/文档
columnfield数据字段/域
indexindex索引
table joins表连接,MongoDB不支持
嵌入文档MongoDB通过嵌入文档来替代多表连接
primary keyprimary key主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键

数据模型

  MongoDB的最小存储单元就是文档(document)对象。文档(document)对象对应于关系型数据库的行。数据在MongoDB中以BSON(Binary-JSON)文档的格式存储在磁盘上。

  BSON(Binary Serialized Document Format)是一种类JSON的一种二进制形式的存储格式,简称Binary JSON。BSON和JSON一样,支持内嵌的文档对象和数组对象,但是BSON有JSON没有的一些数据类型,如Date和BinData类型。

  BSON采用了类似于C语言结构体的名称、对表示方法,支持内嵌的文档对象和数组对象,具有轻量性、可遍历性、高效性三个特点。可以有效描述非结构化数据和结构化数据。这种结构的有点是灵活性高,但它的缺点是空间利用率不是很理想。

  BJSON中,除了基本的JSON类型:string、integer、boolean、double、null、array和object,MongoDB还使用了特殊的数据类型。这些类型包括date、object id、binary data、regular expression和code。每一个驱动都以特定语言的方式实现了这些类型,可以查看相应语言驱动的文档来获取详细信息。

  BSON数据类型参考列表:

数据类型描述举例
字符串UTF-8字符串都可表示为字符串类型的数据{"x":"foobar"}
对象id对象id是文档的唯一 ID(12字节){"x":ObjectId()}
布尔值真或者假:true或者false{"x":true}
数组值得集合或者列表可以表示成数组{"x":["a","b","c"]}
32位整数类型不可用。JavaScript仅支持64位浮点数,所以32位会被自动转换shell是不支持该类型的,shell中默认会转换成64位浮点数
64位整数不支持这个类型。shell会使用一个特殊的内嵌文档来显示64位整数shell是不支持该类型的,shell中默认会转换成64位浮点数
64位浮点数shell中的数字就是这一种类型{"x":3.14159,"y":3}
null表示空值或者未定义的对象{"x":null}
undefined文档中也可以使用未定义类型{"x":undefined}
符号shell不支持,shell会将数据库中的符号类型的数据自动转化成字符串
正则表达式文档中可以包含正则表达式,采用JavaScript的正则表达式语法{"x":/foobar/i}
代码文档中还可以包含JavaScript代码{"x":function(){/*...*/}}
二进制数据二进制数据可以由任意字节的串组成,不过shell中无法使用
最大值/最小值BSON包括一个特殊类型,表示可能的最大值,shell中没有这个类型

MongoDB的特点

MongoDB主要的特点如下:

(1)高性能

  MongoDB提供高性能的数据持久性。特别是,对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的I/O活动。

  索引支持更快的查询,并且可以包含来自嵌入式文档和数组的键。(文本索引解决搜索的需求、TTL索引解决历史数据自动过期的需求、地理位置索引可用于构建各种O2O应用)

  mmapv1、wiredtiger、mongorocks(rocksdb)、in-memory等多引擎支持满足各种场景需求。

  Gridfs解决文件存储的需求。

(2)高可用性

  MongoDB的复制工具称为副本集(replica set),它可提供自动故障转移和解决数据冗余。

(3)高扩展性

  MongoDB提供了水平可扩展性作为其核心功能的一部分。

  分片将数据分布在一组集群的机器上。(海量数据存储,服务能力水平扩展)

  从3.4开始,MongoDB支持基于片键创建数据区域。在一个平衡的集群中,MongoDB将一个区域所覆盖的读写指定向到该区域内的那些片。

(4)丰富的查询支持

  MongoDB支持丰富的查询语言,支持读和写操作(CRUD),比如数据聚合、文档搜索和地理空间查询等。

(5)其他特点

  如无模式(动态模式)、灵活的文档模型等。

版权声明:本文为CSDN博主「ufgnix0802」的原创文章

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