第二部分：关键技术领域的开源数据库实践【开源NoSQL数据库保姆级教程之Mongodb数据库】
NOSQL教程
NOSQL是什么
SQL 就是 Structor Query Language 结构化查询语言。
典型的关系型数据库最大的优点就是主从查找。缺点，就是限制字段4096，表的字段是不能自由更改的，不能某一个条目有一些字段，另外的条目的没有。
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )
意即"不仅仅是SQL"。在现代的计算系统上每天网络上都会产生庞大的数据量。这些数据有很大一部分是由关系数据库管理系统（RDBMS）来处理。 1970年 E.F.Codd's提出的关系模型的论文 "A relational model of data for large shared data banks"，这使得数据建模和应用程序编程更加简单。
通过应用实践证明，关系模型是非常适合于客户服务器编程，远远超出预期的利益，今天它是结构化数据存储在网络和商务应用的主导技术。
NoSQL 是一项全新的数据库革命性运动，早期就有人提出，发展至2009年趋势越发高涨。NoSQL的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储，相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维的注入。
NoSQL用于超大规模数据的存储。（例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据）。这些类型的数据存储不需要固定的模式，无需多余操作就可以横向扩展。
数据存储量大
- mysql 1000万以内，数据库性能可以，上亿条则数据库性能有降低，进行mysql优化，当然和服务器性能有关系
- oracle：几亿-几十亿，数据库性能有保障，商业付费高
- mongodb: 单标存储的数据可以是 PB 级
B -> KB -> M -> G -> T -> PB -> EB -> ZB
说明：
1EB:相当于6700多万部iPhone手机的数据容量)的数据被储存在云端
1ZB 数据就相当于 500 万亿张自拍照、2.5 万亿首 MP3 歌曲。我国建成全球规模最大网络基础设施：6.6ZB
NOSQL四大家族
NoSQL中的四大家族主要是：列存储、键值、图像存储、文档存储，其类型产品主要有以下这些。
NOSQL的优势
NoSQL的优点/缺点
优点:
- - 高可扩展性
- - 分布式计算
- - 低成本
- - 架构的灵活性，半结构化数据
- - 没有复杂的关系
缺点:
- - 没有标准化
- - 有限的查询功能（到目前为止）
- - 最终一致是不直观的程序
NOSQL与RDBMS对比
RDBMS vs NoSQL
MongoDB简介
MongoDB,Redis 是NO-SQL的杰出代表。是大数据，人工智能、分布式应用、高速缓存应用场景必备技能。
MongoDB是什么
MongoDB并非芒果的意思，而是源于 Humongous（巨大）一词。中文叫盲狗*db*
MongoDB是面向文档的数据库，不是关系型数据库。它将原来*‘行’（row）的概念换成了更加灵活的‘文档’（document）模型*。面向文档的方式可以将文档和数组内嵌进来，所以用一条记录就可以表示很复杂的层次关系。 MongoDB没有模式，文档的键不会事先定义也不会固定不变。**
*Mongodb主要由文档（Document）、集合（Collection）、数据库（Database）三部分组成。*
一个MongoDB实例，由多个数据库（Database）组成；一个数据库，由多个集合（Collection）组成；一个集合，又由多个文档组成。注意Mongodb单个文档大小上限为16MB，确保不会使用过多的内存RAM或在传输过程中占用过多的带宽。为了存储更大的文档，Mongodb提供了GridFS。
作为开始，我们需要了解6个简单的概念：
- MongoDB有着与您熟知的‘数据库’（database，对于Oracle就是‘schema’）一样的概念。在一个MongoDB的实例中您有若干个数据库或者一个也没有，不过这里的每一个数据库都是高层次的容器，用来储存其他的所有数据。
- 一个数据库可以有若干‘集合’（collection），或者一个也没有。集合和传统概念中的‘表’有着足够多的共同点，所以您大可认为这两者是一样的东西。
- 集合由若干‘文档’（document）组成，也可以为空。类似的，可以认为这里的文档就是‘行’。
- 文档又由一个或者更多个‘域’（field）组成，您猜的没错，域就像是‘列’。
- ‘索引’（index）在MongoDB中的意义就如同索引在RDBMS中一样。
- ‘游标’（cursor）和以上5个概念不同，它很重要但是却常常被忽略，有鉴于此我认为应该进行专门讨论。关于游标有一点很重要，就是每当向MongoDB索要数据时，它总是返回一个游标。基于游标我们可以作诸如计数或是直接跳过之类的操作，而不需要真正去读数据。
小结一下，MongoDB由‘数据库’组成，数据库由‘集合’组成，集合由‘文档’组成。‘域’组成了文档，集合可以被‘索引’，从而提高了查找和排序的性能。最后，我们从MongoDB读取数据的时候是通过‘游标’进行的，除非需要，游标不会真正去作读的操作。
程序员注重对象，您的数据库也是。
MongoDB 是一个文档数据库，即在类似 JSON 的文档内存储数据。我们认为面对数据，这种方法非常自然，比传统的排/列模型更加直观和强大。
丰富的 JSON 文档
自然、高效的数据处理方法。
支持将数组和嵌套对象存储为值。
支持灵活、动态结构。
强大的查询语言
查询语言丰富和直观，支持通过任何字段进行筛选和排序，而不受其在文档内的嵌套方式影响。
支持聚合和其他现代使用案例，如基于地理的搜索、图搜索和文本搜索。
查询本身是 JSON 格式，因此很容易进行组合。无需串联字符串即可动态生成 SQL 查询。
MongoDB的特性
MongoDB的3大技术特色如下所示：
除了上图所示的还支持：
二级索引、动态查询、全文搜索 、聚合框架、MapReduce、GridFS、地理位置索引、内存引擎 、地理分布等一系列的强大功能。
但是其也有些许的缺点，例如：
多表关联： 仅仅支持Left Outer Join
SQL 语句支持： 查询为主，部分支持
多表原子事务： 不支持
多文档原子事务：不支持
16MB 文档大小限制，不支持中文排序 ，服务端 Javascript 性能欠佳
关系数据库与MongoDB的区别
存储方式对比
在传统的关系型数据库中，存储方式是以表的形式存放，而在MongoDB中，以文档的形式存在。
数据库中的对应关系，及存储形式的说明
MongoDB与SQL的结构对比详解
MongoDB数据存储格式
JSON****格式
JSON 数据格式与语言无关，脱胎于 JavaScript，但目前很多编程语言都支持 JSON 格式数据的生成和解析。JSON 的官方 MIME 类型是 application/json，文件扩展名是 .json。
MongoDB 使用JSON（JavaScript ObjectNotation）文档存储记录。
JSON数据库语句可以容易被解析。
Web 应用大量使用，NAME-VALUE 配对
BSON****格式
BSON是由10gen开发的一个数据格式，目前主要用于MongoDB中，是MongoDB的数据存储格式。BSON基于JSON格式，选择JSON进行改造的原因主要是JSON的通用性及JSON的schemaless的特性。
二进制的JSON，JSON文档的二进制编码存储格式
BSON有JSON没有的Date和BinData
MongoDB中document以BSON形式存放
例如：
db.meeting.insert({meeting:“M1 June",Date:"2018-01-06"});
MongoDB的优势
📢 MongoDB是开源产品
📢 On GitHub Url：https://github.com/mongodb
📢 Licensed under the AGPL，有开源的社区版本
📢 起源& 赞助by MongoDB公司，提供商业版licenses 许可
这些优势造就了mongodb的丰富的功能：
JSON 文档模型、动态的数据模式、二级索引强大、查询功能、自动分片、水平扩展、自动复制、高可用、文本搜索、企业级安全、聚合框架MapReduce、大文件存储GridFS
MongoDB应用场景
MongoDB适用场景
网站数据、缓存等大尺寸、低价值的数据
在高伸缩性的场景，用于对象及JSON数据的存储。
MongoDB 慎用场景
什么时候该MongDB
MongoDB安装和配置
https://github.com/yinjihuan/spring-data-mongodb
https://docs.whaleal.com/mongodb-manual-zh/#/01-introduction
安装前准备
非常简单，简单的令人发指。
1.芒果数据库，官网：https://www.mongodb.com/
选择合适版本
1.1 操作系统
1.2 Mongodb社区版或企业版
下载可以选择 zip 格式或者 msi 格式，msi 格式就是下一步、下一步安装。我们讲解 zip格式。
- 解压缩这个文件夹，千万不要有中文路径
- 解压之后找到你的 bin 文件夹，再次确认没有中文路径。
- 将这个bin 文件夹路径设置为系统的环境变量。
- 在系统任何盘符下能够输入mongo命令不会报“mongo不是可以执行的命令”错误。说明你已经成功安装。
2.备用下载链接：http://dl.mongodb.org/dl/win32/x86_64
安装MongoDB
MSI安装
安装MongoDB数据库注意的事项：
- 一定要用管理员的身份运行
- 安装目录严禁使用中文目录
- 数据data目录更改到非系统盘，确保数据安全
- 默认27017端口，如果端口占用请更改netstat -a查看
1、双击msi安装包
取消MongoDB Compass的安装选项（不取消安装极慢），需要可自行安装；
直至100%完成
MongoDB默认提供admin、Local、config以及test四个数据库，具体如下：
- admin数据库，主要存储数据库账号的相关信息
- local数据库，可以用于存储限于本地单台服务器的任意集合，如oplog日志就存储在local数据库中，该数据库的数据不会被 复制到从结点上
- config数据库，用于存储分片集群中与分片相关的元数据信息
- test数据库，是Mongodb默认创建的一个测试库，当连接mongodb服务时，如果不指定连接的具体数据库，默认会连接到test数据库
ZIP包安装
zip解压安装
1. 文件配置
进入解压后的文件夹，新建data和log文件夹，并在log文件夹下，新建mongo.log空文件
新建mongo.conf文件与bin文件夹同级
mongo.conf写入以下内容
#数据库路径
dbpath=F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\data
#日志输出文件路径
logpath=F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\log\mongo.log
#错误日志采用追加模式
logappend=true
#启用日志文件
journal=true
#过滤一些无用的日志信息
quiet=true
#端口号，默认27017
port=27017
注：dbpath和logpath根据自己的具体路径进行修改
2. 安装
从bin文件夹下进入命令行执行
mongod --config "F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\mongo.conf"
注：引号内的路径换成刚刚配置文件的路径
正常情况下执行后窗口没有任何反应，其实是正常在生成data下默认的几个数据库文件，可以查看是否已经生成
3、注册/删除service服务
#注册服务
mongod --dbpath F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\data
--logpath F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\log\mongo.log
--install --serviceName "mongodb"
#删除服务
./mongod --logpath "F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\log\mongo.log"
--logappend --dbpath "F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\data\db"
--directoryperdb --serviceName "mongodb" --serviceDisplayName "mongodb" --remove
4、查看服务及启动服务输入
net start mongodb
5、错误排查：
如果出现MongoDB服务无法启动，windows提示发生服务特定错误：100
解决办法：
然后重新启动mongodb服务即可
管理MongoDB
安装完成后，查询Mongodb系统服务mongoDB
方法一：自动启动mongodb数据库
Mongodb常用的命令
如果想关闭mongodb服务，可以使用mongo来实现
mongo 192.168.1.105:27017 use admin db.shutdownServer()
也可以直接使用mongod来实现
mongod --shutdown
启动和停止MongoDB服务
#启动MongoDB服务
net start MongoDB
#停止MongoDB服务
net stop MongoDB
#如果需要移除MongoDB服务，只需使用管理员权限运行cmd工具，并输入如下命令。
sc.exe delete MongoDB
或mongod --remove MongoDB
连接MongoDB命令
例如：安装在C:\Program Files\MongoDB\Server\5.0\bin目录，先进入此目录，再执行如下命令
./mongo 127.0.0.1:27017
出现“>”号表示mogodb已正常启动
方法二：手动启动mongo数据库
1、启动数据库mongod(服务器端)
2、客户端连接 mongo
客户端工具
MongoDB客户端工具推荐：
1、NoSQL Manager for MongoDB Freeware
https://www.mongodbmanager.com/download
- 工具栏介绍
- New MongoDB Connection：打开连接数据库页面
- Shell：打开命令行操作页面
- 打开连接数据库页面
- 命令行操作页面
- F5：执行全部命令
- F6：执行某一行命令，光标放在那一行上面
- F9：执行选择的命令
2、Navicat Premium全能数据库工具（强烈推荐）
Navicat Premium 是一套数据库开发工具，让你从单一应用程序中同时连接 MySQL、MariaDB、MongoDB、SQL Server、Oracle、PostgreSQL 和 SQLite 数据库。它与 Amazon RDS、Amazon Aurora、Amazon Redshift、Microsoft Azure、Oracle Cloud、MongoDB Atlas、阿里云、腾讯云和华为云等云数据库兼容。你可以快速轻松地创建、管理和维护数据库。
默认情况下Navicat 不显示mongodb默认三个数据库，需要显示隐藏的项目
3、Robo 3T
https://robomongo.org/download
MongoDB的基本操作
数据类型
首先我们要先了解一下MongoDB中有什么样的数据类型:
Object ID ：Documents 自生成的 _id
这是MongoDB生成的类似关系型DB表主键的唯一key，具体由24个字节组成：
0-8字节是时间戳,
9-14字节的机器标识符，表示MongoDB实例所在机器的不同；
15-18字节的进程id，表示相同机器的不同MongoDB进程。
19-24字节是计数器
注意如果插入文档时指定_id的值则MongoDB就不会赋值Object ID，但要注意_id的唯一性
获取_id可以执行ObjectId();
例如：
"_id" : ObjectId("5b151f8536409809ab2e6b26")
#"5b151f85" 代指的是时间戳time,这条数据的产生时间
#"364098" 代指某台机器的机器码machine,存储这条数据时的机器编号
#"09ab" 代指进程ID,PID多进程存储数据的时候,非常有用的
#"2e6b26" 代指计数器INC,这里要注意的是,计数器的数字可能会出现重复,不是唯一的
#以上四种标识符拼凑成世界上唯一的ObjectID
#只要是支持MongoDB的语言,都会有一个或多个方法,对ObjectID进行转换
#可以得到以上四种信息
#注意:这个类型是不可以被JSON序列化的
String： 字符串，必须是utf-8
Boolean：布尔值
true 或者false 这里首字母是小写的(这里有坑哦~在我们大Python中 True False 首字母大写)
Integer：整数
Int32 Int64 你们就知道有个Int就行了,一般我们用Int32
Double：浮点数
没有float类型,所有小数都是Double
Arrays：数组或者列表
多个值存储到一个键 (list哦,大Python中的List哦)
Object：如果你学过Python的话,那么这个概念特别好理解,就是Python中的字典,这个数据类型就是字典
Null：空数据类型 , 一个特殊的概念,None Null
Timestamp：时间戳
Date：存储当前日期或时间unix时间格式
我们一般不用这个Date类型,时间戳可以秒杀一切时间类型
数据库操作
MongoDB 中默认的数据库为 test，如果没有创建新的数据库，集合将存放在 test 数据库中。
【查看数据库】
使用show dbs来查看数据库
show dbs
【创建/切换】
使用use命令来切换/创建数据库，会发现创建的数据库并不在数据库的列表中， 要显示它，需要向数据库插入一些数据
use db_name
【显示当前数据库】
使用db命令来显示当前数据库，效果等同于 db.getName()
db
【删除数据库】
这将删除当前所选数据库。 如果没有选择任何数据库，那么它将删除默认的’test‘数据库
db.dropDatabase()
集合操作
一、创建集合
db.createCollection(name, options)
参数说明：
- name: 要创建的集合名称
- options: 可选参数, 指定有关内存大小及索引的选项
1 首先进入数据库 use 数据库名称
2 创建集合 db.creareCollection('集合名称')
创建集合有一些可选参数
size、capped都是在固定集合上使用的，我们一般将固定集合使用在日志上面，之前的日志文件难以维护，还要定期去处理。
有了固定集合当日志达到最大的时候他会覆盖最早的日志，这样减少了日志维护的资源；
db.createCollection("role",{capped:true,autoIndexId:true,size:6100000});
db.createCollection("student",{capped:true,autoIndexId:true,size:6100000});
db.createCollection("user");
这样就创建一个固定大小的集合，默认_id创建一个索引，在MongoDB里面每一行数据的_id都是唯一的。
max是该集合最大的文档数，也就是可以插入数据的上限；
二、删除集合
db.user.drop() 删除user集合
三、查看集合
db.getCollectionNames()：获取当前 db 的所有集合，以数组形式显示
show collections：获取当前 db 的所有集合，以列表（换行）形式显示
show collections
四、集合的重命名
db.role.renameCollection('user')
文档操作
插入文档
MongoDB的数据定义格式和JSON的数据定义格式是一样的，但是在MongoDB中我们把他称之为BSON（Binary JSON）是一种类json的一种二进制形式的存储格式。他的数据格式是非常丰富的，比如我们在MySQL中要联系两站表的关系我们会创建一个表，里面存放他们的关系。但是在MongoDB里面我们可以放在同一个文档里面，我们定义一个数组类型的属性，这个数组就可以存放他们之间的关系，只需要两个而不是三个。
要将数据插入到 MongoDB 集合中，需要使用 MongoDB 的 insert()或save()方法，还有insertOne()或insertMany()方法
insert()命令的基本语法如下
db.COLLECTION_NAME.insert(document)
save()：如果 _id 主键存在则更新数据，如果不存在就插入数据。该方法新版本中已废弃，可以使用 db.collection.insertOne() 或 db.collection.replaceOne() 来代替。
insert(): 若插入的数据主键已经存在，则会抛 org.springframework.dao.DuplicateKeyException 异常，提示主键重复，不保存当前数据。
在插入的文档中，如果不指定_id参数，那么 MongoDB 会为此文档分配一个唯一的ObjectId。_id为集合中的每个文档唯一的12个字节的十六进制数
_id，又称为ObjectId是一个12字节的BSON类型字符串。按照字节顺序依次代表：
db.course.insert({
"name" : "数学",
"type" : "major"
})
向课程表里插入一条数据
一次性插入多条数据db.collection.insertMany()
db.student.insert([
{
"stu_name" : "小明",
"stu_number" : "2013001",
"stu_sex" : "男",
"course" : [
ObjectId("5bb82bb3627eb5e25bead053"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead054"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead055"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead057"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead058")
],
},
{
"stu_name" : "小红",
"stu_number" : "2013002",
"stu_sex" : "女",
"course" : [
ObjectId("5bb82bb3627eb5e25bead053"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead054"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead055"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead056"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead058")
],
}
])
就像JSON一样。一次封装多个数据我们就用数组包裹起来就可以了，我们直接在学生表里面关联课程的信息，course就是我们学生所选的课程。
同样我们也可以定义一个变量
document1=( {
"stu_name" : "小明",
"stu_number" : "2013001",
"stu_sex" : "男",
"course" : [
ObjectId("5bb82bb3627eb5e25bead053"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead054"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead055"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead057"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead058")
],
},
{
"stu_name" : "小红",
"stu_number" : "2013002",
"stu_sex" : "女",
"course" : [
ObjectId("5bb82bb3627eb5e25bead053"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead054"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead055"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead056"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead058")
]
});
再执行db.student.insert(document1);
还有一种插入的方法：
db.student.save(
{
"stu_name" : "小峰",
"stu_number" : "2013009",
"stu_sex" : "男",
"course" : [
ObjectId("5bb82bb3627eb5e25bead053"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead054"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead055"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead057"),
ObjectId("5bb82c5f627eb5e25bead058")
],
}
)
save也可以插入数据，如果save的数据在集合里面就直接替换更新，没有这个数据的存在就新增加一条。
shell的for循环批量插入文档:一次插入多条数据
1、先创建数组
2、将数据放在数组中
3、一次 insert 到集合中
更新文档
更新文档
db.student.update({
查询的条件，
更新的语句，
附加的参数
})
附加的参数
db.student.insertMany([
{
"stu_name" : "小张",
"stu_number" : "2013003",
},
{
"stu_name" : "小张",
"stu_number" : "2013002",
}，
{
"stu_name" : "小张三",
"stu_number" : "2013004"
}]
)
区分：update默认情况下是只修改一个文档，等同updateOne,如果需要修改多个可以使用multi:true属性
- db.collection.update(query, update)；
db.student.update(
{
"stu_name" : "小张"
},
{
$set : {"stu_name" : "小张二"}
}
)
- db.collection.updateOne(query, update)；
db.student.update(
{
"stu_name" : "小张"
},
{
$set : {"stu_name" : "小张一"}
}
)
修改多个文档
db.student.update(
{
"stu_name": "小张"
},
{
$set: {
"stu_name": "小张二"
}
},
{
multi: true
}
)
- db.collection.updateMany(query, update)；
$set : 用来指定一个键的值
$unset : 删除指定一个属性
$inc : 增加和减少(increase)
$push : 向数组尾部追加元素
$addToSet : 添加时避免重复, 例如:
Db.user.update({“_id”: “....”}, {‘$addToSet’: {‘emails’: ‘sky3hao@163.com’}}))
$addToSet 和 $each 组合起来,可以添加多个不同的值.
$pop : 从数组某一端删除元素
$pull : 基于条件来删除数组元素
test.update({'name':'foobar'},{$set:{'age':36}}) <==> update test set age=36 where name='foobar'
db.test.update({'name':'foobar'},{$inc:{'age':3}}) <==> update test set age=age+3 where name='foobar'
and条件，挨着写默认就是and
db.student.update(
{
"stu_name" : "小张",
"stu_number" : "2013003",
},
{
$set : {"stu_name" : "小张二"}
}
)
or条件，要出现$or的关键字
db.student.update(
{
$or : [
{"stu_name" : "小张二"},
{"stu_number" : "2013003"}
],
},
{
$set : {"stu_name" : "小张"}
}
)
布尔运算符
1 $ne : 不等于
2 $not : 不匹配结果
3 $nor : 所有的条件都不匹配
4 $exists : 判断元素是否存在
$inc
db.student.update(
{
"stu_number" : "2013001"
},
{
$inc : {"mark" : 1}//自增1,为负数的时候就是减
}
);
大于一个数据或小于一个数
db.student.update(
{
"stu_number" : {$gte:"2013001",$lte:"2013002"}
},
{
$inc : {"mark" : 1}//自增1,为负数的时候就是减
}
);
$exists
db.student.find(
{
"stu_number" : {$exists:true}
}
);
返回这个字段存在的所有记录，当为false的时候结果就是相反；
删除操作
db.student.remove({
条件
}，属性)
db.student.remove(
{
"_id":ObjectId("5bb83384627eb5e25bead061")
}
)
另外删除单个和多个文档：
#删除单个文档
db.student.deleteOne();
#删除多个文档
db.student.deleteMany();
#可以删除单个也可以多个如果设置true表示删除一个，否则多个
db.student.remove();
#删除集合中所有文档:清空
db.student.remove({});
#或使用性能最高的
db.student.drop();
查询操作
查询文档
掌握选择器（selector）****
MongoDB的查询选择器就像SQL代码中的where语句。因此您可以用它在集合中查找，统计，更新或是删除文档。选择器就是一个JSON对象，最简单的形式就是{}，用来匹配所有的文档(null也可以）。如果我们需要找到所有雌性的独角兽(unicorn)，我们可以用选择器{gender:'f'}来匹配。
要从MongoDB集合查询数据，需要使用MongoDB的find()方法，默认返回结果中的前20条文档，输入"it"显示接下来的20条文档。
find()命令的基本语法如下：
db.COLLECTION_NAME.find(document)
find()方法将以非结构化的方式显示所有文档
比较运算符
查询的条件有：
等于equal；不等于not equal，小于less than，小于或等于equal or less than，大于greater than，大于或等于equal or greater than。
$not
db.student.find(
{
'stu_number' : {$not : {$ne : "2013002"}}
}
).pretty()
这种情况下也会返回没有stu_number的字段，和$gt这些比较运算符是不同的，他们只会返回有的字段
范围运算符
$in,不在集合里面我们就用$nin
db.student.find(
{
'stu_number' : { $in : ["2013001","2013002"]}
}
).pretty()
和Mysql的where in是一样的效果，他会查出2013001和002的数据
模糊查询:正则表达式
在mongoDB里面我们的模糊查询是按照正则表达式来进行匹配的
db.student.find(
{
"stu_number":{$regex:/^2013/}
}
)
我们要查询一个数组里面一个字段的值，我们用点进行连接
{
"userInfo" : {
"name" : "张三",
"age" : 28
}
}
我们要查询name等于张三的信息
db.student.find({"userInfo.name":"张三"})
JavaScript查询
db.student.find(
{
"$where" : "function () {return this.stu_number == '2013001'}"
}
)
排序
1:升序
-1:降序
语法：
db.stu.find().sort({字段:1})
举例：
db.student.find().sort({"stu_number":-1}).pretty()
# 当为-1的时候是降序，1为升序
限制
db.student.find().sort({"stu_number":-1}).limit(5).pretty()
限制显示5条数据
跳过
db.student.find().sort({"stu_number":-1}).limit(5).skip(2).pretty()
#跳过前两个并且显示5条数据
我们所看到的限制、跳过和Mysql的limit一样，限制就是第一个参数，跳过就是第二个参数偏移量。
查询返回特定的字段
db.student.find({},{'stu_number':0,}).sort({"stu_number":-1}).limit(5).skip(2).pretty()
当我们stu_number为0的时候，返回除了stu_number以外的数据，如果为1只返回stu_number一个字段的数据。
统计个数
db.stu.find(条件).count()
db.stu.count({条件})
消除重复
db.stu.distinct(去重字段, {条件})
聚合 aggregate
- 表达式
- $sum
- $avg
- $min
- $max
- $push: 数组
- $first
- $last
- $$ROOT: 将文档内容加入到结果集的数组中
#聚合管道操作
#性别分组并统计男女数
db.student.aggregate({
$group: {
_id:"$sex",
num:{$sum:1}
}
});
#多属性排序sort升序值1，降序为-1
db.student.aggregate([{$sort:{age:-1}},{$sort:{stu_name:-1}}]);
db.student.find().sort({age:-1},{stu_name:-1}).pretty();
#显示10条数据
db.student.find().sort({age:-1},{stu_name:-1}).limit(10).pretty();
db.student.find().sort({age:-1},{stu_name:-1}).limit(10).skip(2).pretty();
#求文档数
db.student.find().count();
综合CRUD练习
MongoDB综合练习{CRUD（Create、Read、Update、Delete）中的四个操作}
1.创建（进入）mytest数据库
2.向数据库的users集合插入一个username为张三的文档。
3.检查当前数据库和和当前集合有没创建成功。
4.查询users集合当中的文档。
5.统计当前数据库中users集合中的文档数量。
6.查询数据库users集合中username为张三的文档。
7.向数据库users集合中的username为张三的文档，添加一个address属性，属性值为深圳龙岗。
8.将username: "张三" 替换为 username:"李四"。
9.删除username为李四的文档的address属性。
10.向username为"李四"的文档中添加一个hobby:{cities:["上海","北京","广州"],movies:["卡通","惊悚","科幻"]}属性。（嵌套文档操作）
11.查询李四爱好movie中卡通的嵌套文档。
12.向李四中添加一个新的电影类型：爱情。
13.删除喜欢北京的用户。
14.清空users集合。
15.删除users集合(默认会把数据库也给删除了)。
16.新建一个myTest数据库，通过for循环向numbers集合中插入200条数据（数据即文档），并且统计当前数据数量是否够数。(tip:要点击文件刷新)
17.如果我们想向numbers集合插入20000条数据而不仅仅是200条数据呢，有没有性能高一点的法子？因为for遍历循环，意味着insert方法要执行3000次，性能肯定是差的了。
18.查询numbers集合中num为500的 文档。
19.查询numbers集合中num大于500的文档。
20.查询numbers集合中num小于30的文档。
21.查询numbers集合中num大于40小于50的文档。
22.查看numbers集合中的前10条数据。
23.查看numbers集合中的第11-20条的数据。
综合查询实战
使用Navicat Premium 15工具完成
1、将dept和emp集合json文件导入到数据库中
下载地址：
2、导入方法
特别注意下要确定好导的数据类型的选择，像一般工资属于数值型
然后默认下一步，直至最后完成！
独立完成以下练习
1.查询工资小于2000的员工
2.查询工资在1000-2000之间的员工
3.查询工资小于1000或大于2500的员工
4.查询财务部的所有员工
5.查询销售部的所有员工
6.查询所有mgr为7698的所有员工
7.为所有薪资低于1000的员工增加工资400元
MongoDB的系统管理
用户权限
角色-用户-数据库的安全管理方式
系统角色
root: 只在admin数据库的可用，超级账号/超级权限
Read: 允许用户读取指定数据库
readWrite: 允许用户读写指定数据库
创建管理员用户
创建超级管理员
use admin;
db.createUser({ user:'admin', pwd:'123', roles:[{role:'root',db:'admin'}] });
创建普通用户
use test;
db.createUser({ user:'test', pwd:'123', roles:[{role:'readWrite',db:'test'}] });
数据库备份和恢复
备份工具集下载和安装
要用到mongodump、mongorestore等工具时候发现原来下载的数据库文件缺失很多工具，需要单独下载
下载工具集:
https://www.mongodb.com/try/download/database-tools
下载完成后解压到mongodb/bin目录下即可
MongoDB数据备份
在Mongodb中我们使用mongodump命令来备份MongoDB数据。该命令可以导出所有数据到指定目录中。
mongodump命令可以通过参数指定导出的数据量级转存的服务器。
语法
mongodump命令脚本语法如下：
mongodump.exe -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
全部备份：
mongodump.exe
-
-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：c:\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。
实例
在本地使用 27017 启动你的mongod服务。打开命令提示符窗口，进入MongoDB安装目录的bin目录输入命令mongodump:
#数据库备份：找到mongodb数据库bin目录，例如：
在F:\database\MonogoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-5.0.3\bin目录下
./mongodump.exe -h localhost:27017 -d db_student -o d:\
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 | 该命令将备份所有MongoDB数据 | mongodump --host localhost --port 27017 |
| mongodump --dbpath DB_PATH --out BACKUP_DIRECTORY | mongodump --dbpath /data/db/ --out /data/backup/ | |
| mongodump --collection COLLECTION --db DB_NAME | 该命令将备份指定数据库的集合。 | mongodump --collection mycol --db test |
MongoDB数据恢复
mongodb使用 mongorestore 命令来恢复备份的数据。
语法
mongorestore命令脚本语法如下
>mongorestore -h <hostname><:port> -d dbname --gzip <path>
- --host <:port>, -h <:port>：
MongoDB所在服务器地址，默认为： localhost:27017 - --gzip是压缩包格式，导入文档时必须要加此参数
- -db , -d ：
需要恢复的数据库实例 - --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，设置备份数据实例所在位置，例如：c:/data/dump/test。
你不能同时指定和 --dir 选项，--dir也可以设置备份目录，整个例子： mongodump.exe -d test ./dump/test。- --dir：
指定备份的目录，例如 ：./dump,备份目录内所有数据，所以-d不能使用，整个例子：mongodump.exe --dir ./dump
你不能同时指定和 --dir 选项。
例如：
./mongorestore.exe -h localhost -d db_student --gzip C:\Users\zhujw\Documents\db_student
Java操作MongoDB实战
任务描述
| 任务名称 | Mongodb基本操作 |
|---|---|
| 任务要求 | 1、熟练掌握安装和配置MongoDB数据库 2、掌握数据库、集合和文档概念 3、学会如何创建数据库、删除数据库 4、学会集合的基本操作 5、学会文档的基本操作 |
| 任务内容 | 1、Java语言操作MongoDB数据库 2、获取MongoDB中的所有数据库 3、查看指定数据库（即数据库articledb）中的所有集合 4、创建集合 5、删除集合 6、查看文档 7、插入一个文档 8、更新文档 9、删除文档 |
| 提交内容 | 实践操作 |
任务准备
任务准备：
1、安装和配置好Mongdb数据库
2、熟练Mongodb基本操作
3、有一定的Java基础
4、熟悉Maven项目管理工具
任务实施
1、新建一个Maven工程
打开pom.xml文件，添加依赖：junit和mongodb的java驱动
<dependencies>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mongodb/mongodb-driver -->
<dependency>
<groupId>org.mongodb</groupId>
<artifactId>mongodb-driver</artifactId>
<version>3.12.10</version>
</dependency>
</dependencies>
2、resources目录下创建一个属性文件mongodb.properties，用来存储Mongdb数据库配置信息，内容如下：
host=localhost
port=27017
dbname=articledb
3、在包com.creatorblue.mongodb下新建辅助类MongoUtils.java，用于getMongoClient()获取MongoDB数据库的连接对象，定义一个getMongoConn()方法，用于实现连接指定的MongoDB数据库，内容如下：
private static Properties properties;
private static MongoDatabase mongoDatabase;
private static InputStream stream = null;
private static String host;
private static int port;
private static String dbname;
// 1.创建一个静态代码块，用于初始化工具类中的静态变量，该静态代码块在类加载过程中的初始化阶段 执行，并且只执行一次
static {
// 判断properties集合对象是否为空，为空则创建一个集合对象
if (properties == null) {
properties = new Properties();
}
/*
* 由于我们调用load方法，而load方法底层抛出了一个IOException异常，此异常为编译时期异常
* 所以，我们调用load方法时，需要处理底层抛过来的异常
*/
try {
// 创建一个InputStream字节输入流对象，用于接收mongodb.properties配置文件中的配置参数
stream = MongoUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("mongodb.properties");
// properties集合对象调用load()方法，将配置参数加载到properties集合中
properties.load(stream);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 根据mongodb.properties配置文件中的key，获取value值
host = properties.getProperty("host");
port = Integer.parseInt(properties.getProperty("port"));
dbname = properties.getProperty("dbname");
}
// 2.定义一个getMongoClient()方法，用于获取MongoDB数据库的连接对象
public static MongoClient getMongoClient() {
// 由于MongoClients对象调用create()方法，该方法的参数是一个字符串，因此这里将host 和port拼接成字符串，再作为参数传入到该方法中
String addr = "mongodb://" + host + ":" + port;
MongoClient mongoClient = MongoClients.create(addr);
return mongoClient;
}
// 3.定义一个getMongoConn()方法，用于实现连接指定的MongoDB数据库
public static MongoDatabase getMongoConn() {
MongoClient mongoClient = getMongoClient();
mongoDatabase = mongoClient.getDatabase(dbname);
return mongoDatabase;
}
}
4、test目录下新建测试类TestMongo.java完成任务中的内容并验证
private static MongoDatabase mongoDatabase;
public static void main(String[] args) {
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
}
/*
* 获取MongoDB中的所有数据库
*/
@Test
public void getDBs() {
MongoClient mongoClient = MongoUtils.getMongoClient();
MongoIterable<String> databaseNames = mongoClient.listDatabaseNames();
for (String databaseName : databaseNames) {
System.out.println(databaseName);
}
}
/*
* 查看指定数据库（即数据库articledb）中的所有集合
* */
@Test
public void getCollection() {
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
MongoIterable<String> listCollectionNames = mongoDatabase.listCollectionNames();
for (String collectionName : listCollectionNames) {
System.out.println(collectionName.toString());
}
}
/*
* 创建集合
*/
@Test
public void createCollection(){
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
mongoDatabase.createCollection("creatorblue");
}
/*
* 删除集合
*/
@Test
public void dropCollection(){
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
MongoCollection<Document> itcast = mongoDatabase.getCollection("creatorblue");
itcast.drop();
}
/*
* 查看文档
* */
@Test
public void findDocument(){
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
MongoCollection<Document> comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
FindIterable<Document> documents = comment.find();
for (Document document : documents) {
System.out.println(document);
}
}
/*
* 插入一个文档
* */
@Test
public void insertOneDocument(){
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
MongoCollection<Document> comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
Document document = new Document("_id", "7").append("articleid","100001")
.append("content","吃饭前，先喝杯水或一碗汤，可减少饭量，对控制体重有帮助")
.append("userid","1007").append("nickname","玛丽莲•梦露").append("age","18")
.append("phone"," 13937165554").append("createdatetime",new Date())
.append("likenum","8888").append("state","null");
comment.insertOne(document);
}
/*
* 更新文档
* */
@Test
public void updateDocument(){
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
MongoCollection<Document> comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
Document document = new Document("content","饭后半小时最好不要喝大量的水，以免冲淡胃液，稀释胃酸，损害消化功能");
comment.updateOne(Filters.eq("content","吃饭前，先喝杯水或一碗汤，可减少饭量，对控制体重有明显的帮助"),new Document("$set",document));
}
/*
* 删除文档
* */
@Test
public void deleteDocument(){
mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
MongoCollection<Document> comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
comment.deleteOne(Filters.eq("_id","7"));
}
5、运行Junit测试类
6、查看articledb数据库 是否创建集合comment和creatorblue，comment集合中是否插入文档成功
