基础概念
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数据模型:MongoDB 是基于文档的数据库,文档以 BSON(Binary JSON)格式存储,类似 JSON 对象,可包含嵌套的文档和数组,这种灵活的数据模型能很好地适应各种类型的数据,比如可以轻松存储包含不同字段的用户信息、订单数据等。
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数据库与集合:一个 MongoDB 实例可包含多个数据库,每个数据库又包含多个集合,集合类似于关系型数据库中的表,但没有固定的模式,集合中的文档可以有不同的结构和字段。
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索引:索引用于提高查询效率,MongoDB 支持多种类型的索引,如单字段索引、复合索引、文本索引等。合理创建索引能大幅提升查询性能,例如在用户名字段上创建索引,可快速根据用户名进行查找。
安装与配置
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安装:根据不同的操作系统,如 Windows、Linux、Mac OS,从 MongoDB 官方网站下载对应的安装包,按照安装向导进行安装。在 Linux 系统中,还可通过包管理工具如 apt、yum 等来安装。
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配置文件:了解 MongoDB 配置文件(通常是 mongod.conf)的各项配置参数,如数据库存储路径、日志文件路径、端口号、绑定 IP 地址等。可根据实际需求修改配置文件来定制 MongoDB 的运行环境。
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启动与停止:掌握如何通过命令行或服务管理工具来启动、停止和重启 MongoDB 服务。在 Windows 系统中,可通过服务管理器操作;在 Linux 系统中,使用 systemctl 命令或 service 命令来管理服务。
基本操作
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数据插入:使用
insertOne()或insertMany()方法向集合中插入单个文档或多个文档。例如,插入一个用户文档:db.users.insertOne({name: "John", age: 30, email: "john@example.com"})。 -
数据查询:运用
find()方法进行数据查询,可使用各种查询条件、投影操作来获取所需数据。如查询年龄大于 30 的用户:db.users.find({age: {$gt: 30}})。 -
数据更新:通过
updateOne()、updateMany()方法更新文档数据。比如将用户名为 "John" 的用户年龄更新为 35:db.users.updateOne({name: "John"}, {$set: {age: 35}})。 -
数据删除:利用
deleteOne()、deleteMany()方法删除文档。若要删除所有年龄小于 18 的用户:db.users.deleteMany({age: {$lt: 18}})。
高级操作
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聚合操作:使用聚合管道对数据进行复杂的处理和分析,如分组、求和、平均值计算等。例如,按年龄分组统计用户数量:
db.users.aggregate([{$group: {_id: "$age", count: {$sum: 1}}}])。 -
文本搜索:如果数据包含文本内容,可利用 MongoDB 的文本索引进行全文搜索。先创建文本索引,然后使用
$text操作符进行搜索,如搜索包含 "mongodb" 关键词的文档:db.blogs.find({$text: {$search: "mongodb"}})。 -
地理空间查询:对于包含地理位置数据的应用,MongoDB 支持地理空间索引和查询。可用于查找附近的地点、计算距离等操作。
管理与维护
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用户管理:创建和管理用户,为不同用户分配不同的角色和权限,以确保数据库的安全。如创建一个只读用户:
db.createUser({user: "readonlyuser", pwd: "password", roles: ["read"]})。 -
备份与恢复:掌握使用
mongodump和mongorestore工具进行数据备份和恢复,可定期备份数据库以防数据丢失。 -
性能优化:分析查询性能,通过创建合适的索引、优化查询语句、调整服务器配置等方式提高数据库的性能。例如,使用
explain()方法分析查询执行计划,找出性能瓶颈。 -
集群部署:了解 MongoDB 的复制集、分片集群等集群部署方式,以实现高可用性、扩展性和数据冗余。在生产环境中,通常会采用集群部署来满足大规模数据存储和高并发访问的需求。
与应用程序集成
- 驱动程序:学习使用各种编程语言的 MongoDB 驱动程序,如 Python 的 pymongo、Java 的 MongoDB Java Driver、Node.js 的 mongoose 等,在应用程序中连接和操作 MongoDB 数据库。
- 数据交互:在应用程序中实现数据的增删改查等操作,将 MongoDB 作为数据存储后端,与应用的业务逻辑紧密结合。比如在一个 Web 应用中,使用 MongoDB 存储用户注册信息、文章内容等数据。