mongodb基础

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 MongoDB 是一款开源的 ​文档型数据库，属于 NoSQL 数据库家族。它以其灵活的数据模型、高性能和易扩展性著称，广泛应用于大数据、实时分析、内容管理等领域。

​特性	​MongoDB Database	​SQL Database
​Schema	无预定义 Schema	需预先定义表结构
​数据类型	支持嵌套文档、数组	严格遵循 SQL 数据类型
​扩展性	动态字段，灵活扩展	需修改表结构（ALTER）

​特性	​MongoDB Collection	​SQL Table
​Schema	动态 Schema	固定 Schema
​数据类型	BSON（支持嵌套、数组）	标准 SQL 类型
​扩展性	支持水平分片	需垂直扩展（增大单表）
​事务	支持多文档 ACID 事务	支持 SQL 事务

​特性	​MongoDB Document	​SQL Row
​结构	动态字段，可嵌套	固定列，无嵌套
​扩展性	灵活添加/删除字段	需修改表结构
​查询复杂度	支持聚合、全文搜索	依赖 SQL 查询

安装和使用

MongoDB下载

​编辑

将压缩包解压到一个目录中

在解压目录中，手动创建一个目录用于存放数据文件，如 data/db

启动

在bin目录中打开命令行提示符，输入如下命令：

mongod --dbpath=..\data\db

为了方便下次启动。

在桌面上新建一个 启动mongo.bat

在里面写一行启动命令，D:\mongodb\bin\mongod.exe --dbpath=D:\mongodb\data\db

以后直接双击这个文件就可以启动mongodb服务

下载客户端工具

MongoDB Shell Download | MongoDB

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点击add new connection。在对话框中直接点击链接。

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打开open MongoDB shell

mongodb命令

show dbs 的基本用法

1. ​语法

show dbs;

2. ​作用

• 列出所有数据库名称，无论是否包含数据。
• ​包括系统数据库​（如 admin、local、config）和用户自定义数据库。

3. ​示例输出

admin      0.00GB
local      0.00GB
mydb       1.20GB
config     0.00GB

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​系统数据库说明

MongoDB 默认创建以下系统数据库：

数据库名	作用	内容示例
admin	管理员权限数据库，存储用户和角色信息。	用户凭证、角色权限配置。
local	存储本地实例的元数据和配置文件。	分片集群配置、备份信息。
config	分片集群配置信息	shards、databases

---

数据库操作

• ​创建数据库：

  use mydb; // 切换到数据库（自动创建）
  db.createDatabase("mydb"); // 显式创建（可选）
  

• ​删除数据库：

  db.dropDatabase("mydb");
  
  # 不带参数，直接删除自己所在数据库
  # db.dropDatabase();
  

• ​切换数据库：  

•   use mydb
  

•  ​查看当前所在数据库：

•   db
  

集合基础操作

一、创建集合

#显式创建：使用 createCollection() 
db.createCollection("users") 
// 创建固定大小集合

# 隐式创建：插入文档时自动生成集合（推荐动态场景）。
db.products.insertOne({ name: "Laptop", price: 1200 }) 
// 自动创建 products 集合

# 重命名集合
db.products.renameCollection("orders");

• 显示当前数据库中的所有集合

  show collections
  

•  删除集合

• 使用 drop() 彻底删除集合及数据：

  db.orders.drop() // 删除 orders 集合
  

---

二、数据增删改

1. 插入文档

   • 单条插入：insertOne() 或 insert()

     db.users.insertOne({ name: "Alice", age: 28, tags: ["admin", "dev"] })
     

     insertMany() 调用默认是无序的（即文档插入顺序可能与数组顺序不一致）

   • 批量插入：insertMany() 支持有序/无序插入（ordered: true/false）

     db.books.insertMany([ { title: "MongoDB Guide", price: 45 },
      { title: "Python Basics", price: 30 } ], 
     { ordered: false })
     

                        设置 ordered: true 时，MongoDB 会按数组顺序依次插入文档。

                        ​版本要求：​MongoDB 4.2+ 。

                        ​性能注意：有序插入会增加写操作的复杂度，可能影响吞吐量。

1. 更新文档

   • 替换更新：replaceOne() 替换整个文档：

     db.users.replaceOne({ name: "Alice" }, 
     { name: "Alice", role: "manager" })
     

   • 字段更新：updateOne()/updateMany() 使用 $set 修改部分字段：

     db.products.updateMany( { price: { $lt: 50 } }, 
     { $set: { discount: 0.1 } } // 为低价商品添加折扣 )
     

2. 删除文档deleteOne() 或 deleteMany()

   •   // 删除所有年龄大于50的用户
       db.users.deleteMany({ "age": { "$gt": 50 } });
     

   •   // 删除年龄为30的用户
       db.users.deleteOne({ "age": 30 });
     

---

三、查询与聚合

1. 基础查询

   • 全量查询：find() 返回游标对象，可链式调用 .pretty() 格式化输出

     db.orders.find().pretty() // 查询前10条订单
     

   • 条件查询：支持等值、范围（$gt, $lt）、逻辑符（$and, $or）

     db.users.find({ age: { $gte: 18 }, city: "Beijing" })
     

2. 高级查询

   • 正则匹配：$regex 实现模糊搜索（如用户名前缀）

     db.products.find({ name: { $regex: /^Apple/ } }) // 查找以 Apple 开头的商品
     

   • 数组查询：$in 匹配数组元素，$size 筛选数组长度：

     db.articles.find({ tags: { $in: ["tech", "AI"] } })
     

3. 聚合管道

   • 统计与分组：使用 $group, $sum, $avg 等操作符：

     db.sales.aggregate([ { $group: 
           { _id: "$category", total: { $sum: "$amount" } } } ])
      // 按分类统计销售额
     

---

四、索引与性能优化

1. 索引管理

   • 创建索引：createIndex() 加速查询（单字段、复合、文本索引）：

     db.users.createIndex({ email: 1 }, { unique: true })
      // 唯一索引
     

   • 查看索引：getIndexes() 显示集合索引信息：

     db.products.getIndexes() // 输出所有索引结构
     

2. 性能监控

   • 使用 explain() 分析查询执行计划：

     db.orders.find({ status: "shipped" }).explain("executionStats")
     

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五、高级操作

1. 分页与排序

   • 分页：limit() 和 skip() 实现数据分段：

     db.comments.find().skip(20).limit(10) // 第3页数据（每页10条）
     

   • 排序：sort() 按指定字段排序：

     db.products.find().sort({ price: -1 }) // 价格降序
     

2. 事务支持（v4.0+）

   • 多文档事务需在副本集或分片集群中使用：

     const session = db.getMongo().startSession();
     session.startTransaction(); 
     try { 
         db.accounts.updateOne({ _id: 1 }, { $inc: { balance: -100 } }); 
         db.accounts.updateOne({ _id: 2 }, { $inc: { balance: 100 } });         
         session.commitTransaction(); 
     } catch (error) { 
         session.abortTransaction(); 
     }
     

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六、注意事项

• 数据安全：生产环境避免直接操作 admin、local 等系统集合。
• 索引优化：为高频查询字段（如 _id、用户名、邮箱）创建索引，聚合查询中的 group、sort、match 字段必须索引
• 避免冗余索引： 索引过多会占用内存并降低写性能，建议通过 db.collection.getIndexes() 定期清理。
• 查询优化：避免全集合扫描。
• 文档结构优化：避免过度嵌套文档，超过 3-4 层，需合理设计数据结构。

生产环境强制启用加密和认证。

不适用场景：强事务性系统、高度关系型数据。

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