MongoDB 部署以及操作

目录

• 1、MongoDB简介
• 2、MongoDB优势
• 3、MongoDB安装
• 3、MongoDB用户管理
  • 3.1、Mongodb创建超级管理员
  • 3.2、MongoDB创建读写用户
  • 3.3、Moongodb指定库授权
  • 3.4、Mongodb用户登录
  • 3.5、Mongodb用户删除
• 4、MongoDB基本操作
  • 4.1、Mongodb基础命令
  • 4.2、Mongodb库操作
• 5、Mongodb集合及文档操作
  • 5.1、创建库和集合
  • 5.2、创建文档并插入数据
  • 5.3、查询集合数据
  • 5.4、多条件查询集合数据
  • 5.5、查看集合存储信息
  • 5.6、批量插入数据
  • 5.7、删除集合
  • 5.8、重命名集合

1、MongoDB简介

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为 WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的，

MongoDB将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB文档类似于JSON对象。字段值可以包含其他文档，数组及文档数组。JSON语句容易被解释

2、MongoDB优势

具备关系型优势，如：强大查询功能、强一致性、二级索引
具备非关系型优势，如：灵活模式、扩展性、性能

MongoDB特点：

1. 自动复制
2. 高可用
3. 自动分片
4. 水平扩展

Mongodb逻辑结构

Mongodb逻辑结构	MySQL逻辑结构
库（database）	库（database）
集合（collection）	表（table）
文档（document）	数据行（ROW）

3、MongoDB安装

Mongodb下载地址

1.系统环境

[root@db01 ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
[root@db01 ~]# uname -r
3.10.0-693.el7.x86_64

2.系统优化

• 文件描述符

当MongoDB处于频繁访问的状态时，如果shell启动进程所占用的资源设置过低的话，将会产生错误导致无法连接到MongoDB实例。需设置ulimit -n和ulimit -u的值大于65535

[root@db01 ~]# vim /etc/security/limits.conf
*                -       nofile          65535
*                -       nproc           65535

[root@db01 ~]# ulimit -n
65535
[root@db01 ~]# ulimit -n
65535

• 关闭大页内存

所有的noSQL产品都需要关闭大页内存来提高性能

[root@db01 ~]# vim /etc/rc.local
if test -f /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled; then
echo never >/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
fi
if test -f /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag; then
echo never >/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
fi

其它系统关闭官方文档

3.创建所需用户和组

[root@db01 ~]# groupadd -g 800 mongod
[root@db01 ~]# useradd -u 800 mongod -g mongod

4.创建mongodb所需目录结构

[root@db01 ~]# mkdir -p /data/mongodb/{bin,conf,log,data}

5.下载mongodb并解压到指定位置

[root@db01 ~]# cd /opt/src/
[root@db01 src]# wget http://downloads.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.16.tgz
[root@db01 src]# tar xf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.16.tgz

// 拷贝目录下bin程序至/data/mongodb/bin
[root@db01 src]# cp -a mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.16/bin/* /data/mongodb/bin/

// 设置目录权限
[root@db01 ~]# chown -R mongod:mongod /data/mongodb

// 切换到mongod用户，设置环境变量
[root@db01 ~]# su - mongod
[mongod@db01 ~]$ echo "export PATH=/data/mongodb/bin:$PATH" >>.bash_profile
[mongod@db01 ~]$ source  .bash_profile

6.mongod用户下启动mongodb

[mongod@db01 ~]$ mongod --dbpath=/data/mongodb/data --logpath=/data/mongodb/log/mongodb.log --port=27017 --logappend --fork

// 查看端口
[mongod@db01 ~]$ netstat -lntup |grep "27017"
 will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp        0      0 0.0.0.0:27017           0.0.0.0:*               LISTEN      50179/mongod

启动参数解释：
--dbpath=/data/mongodb/data              # 指定mongodb数据目录（第一次启动会先初始化） 
--logpath=/data/mongodb/log/mongodb.log  # 指定mongodb的日志路径
--port=27017        # 指定mongodb端口号（默认为27017）
--logappend         # 追加方式记录日志
--fork              # 后台运行
--auth              # 是否需要验证权限登录(用户名和密码)
--bind_ip           # 限制访问IP
--shutdown          # 关闭数据库

关闭数据库(谨慎执行)

[mongod@db01 ~]$ mongod --shutdown --dbpath=/data/mongodb/data --logpath=/data/mongodb/log/mongodb.log --port=27017 --logappend --fork

7.登录mongodb（默认没有用户名和密码）

[mongod@db01 ~]$ mongo

8.添加mongodb配置文件

上面那种手动指定data，log目录路径的方式显得很挫，下面就使用yaml格式编写的配置文件的方式启动mongodb

[mongod@db01 ~]$ vim /data/mongodb/conf/mongodb.conf
storage:
  dbPath: "/data/mongodb/data"
  journal:
    enabled: true

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: "/data/mongodb/log/mongodb.log" 

processManagement:
  fork: true 

net:
  port: 27017

security:
  authorization: enabled 

*基础配置文件参数解释

# 系统日志相关
systemLog:
  destination: file
  path: "/data/mongodb/log/mongodb.log"  #日志路径
    logAppend: true                      #日志以追加模式记录

# 数据存储相关
storage:
  dbPath: "/data/mongodb/data"          # 数据路径的位置
  journal:
    enabled: true

# 进程控制相关
processManagement:
  fork: true                           # 后台守护进程
  pidFilePath: <string>                # pid文件的位置，一般不用配置，可以去掉这行，自动生成到data中

# 网络配置相关
net:
  bindIp: <ip>                         #监听地址，如果不配置这行是监听在0.0.0.0    
  port: <port>                         #端口号，默认不配置端口号，则为27017

# 安全验证有关配置
security:
  authorization: enabled               #是否打开用户密码验证 

9.指定配置文件，启动和关闭mongodb

// 关闭mongodb
[mongod@db01 ~]$ mongod -f /data/mongodb/conf/mongodb.conf --shutdown

// 启动mongodb
[mongod@db01 ~]$ mongod -f /data/mongodb/conf/mongodb.conf

3、MongoDB用户管理

MonogoDB分为管理员用户和普通用户，并且还有个验证库，建立用户时use到的库（验证库），信息就存储在admin数据库下。在使用用户时，要加上验证库才能登录，对于管理员用户，必须在admin下创建。

基本语法说明：

user：用户名
pwd：密码
roles：
    role：角色名
    db：作用对象

常用role：root、readWrite、read

用户权限：

权限	说明
Read	允许用户读取指定数据库
readWrite	允许用户读写指定数据库
dbAdmin	允许用户在指定数据库中执行管理函数，如索引创建、删除，查看统计或访问system.profile
userAdmin	允许用户向system.users集合写入，可以找指定数据库里创建、删除和管理用户
clusterAdmin	只在admin数据库中可用，赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限。
readAnyDatabase	只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限
readWriteAnyDatabase	只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限
userAdminAnyDatabase	只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限
dbAdminAnyDatabase	只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限。
root	只在admin数据库中可用。超级账号，超级权限

注意事项：
要想使用mongodb的用户功能，就需要在配置文件中，加入以下配置

[mongod@db01 ~]$ vim /data/mongodb/conf/mongodb.conf
....
security:
  authorization: enabled

切换到mongo用户下，重启mongodb

[root@db01 ~]# su - mongod
[mongod@db01 ~]$ mongod -f /data/mongodb/conf/mongodb.conf  --shutdown
[mongod@db01 ~]$ mongod -f /data/mongodb/conf/mongodb.conf

3.1、Mongodb创建超级管理员

1.创建一个用户：root，权限：超级账号

> use admin
> db.createUser(
{
    user: "root",
    pwd: "root123",
    roles:[ {role: "root",db: "admin"} ]
})

创建管理员角色用户的时候，必须到admin下创建，验证用户(返回值为1则用户创建成功)

2.查看用户是否创建成功

> db.auth('root','root123')
1

3.2、MongoDB创建读写用户

1.创建一个用户：dba，权限：读写

> use admin
> db.createUser(
{
    user: "dba",
    pwd: "dba123",
    roles:[ {role: "readWriteAnyDatabase",db: "admin"} ]
})

查看用户是否创建成功

> db.auth('dba','dba123')
1

3.3、Moongodb指定库授权

现在有个场景，我们需要对指定的数据库进行用户授权，

创建：app数据库，权限：读写

1.超级管理员用户登录（创建用户肯定要用管理员用户去登录）

[mongod@db01 ~]$ mongo -uroot -proot123 admin

2.选择一个验证库/数据库(站在用户认证角度，数据库就是验证库)

> use app

3.创建用户

> db.createUser(
{
    user: "app_admin",
    pwd: "app123",
    roles:[ {role: "readWrite",db: "app"} ]
})

4.验证用户是否创建成功

> db.auth('app_admin','app123')

5.退出mongodb shell，验证登录

> exit
bye

// 输入刚刚创建的用户名/密码，以及验证库
[mongod@db01 ~]$ mongo -uapp_admin -papp123 app

6.查看当前登录的用户权限和验证库等相关信息

> db.stats()
{
	"db" : "app",
	"collections" : 0,
	"objects" : 0,
	"avgObjSize" : 0,
	"dataSize" : 0,
	"storageSize" : 0,
	"numExtents" : 0,
	"indexes" : 0,
	"indexSize" : 0,
	"fileSize" : 0,
	"ok" : 1
}

3.4、Mongodb用户登录

其实上面已经演示了mongodb用户如何登陆，这里在演示如何用超级用户登录，以及本地/远程登录方式。

1.登录验证（需要指定验证库，上面在创建root用户的时候use的库）

// 本地登录
[mongod@db01 ~]$ mongo -uroot -proot123 admin

// 远程登录
[mongod@db01 ~]$ mongo -uroot -proot123 10.4.7.51/admin

2.查询mongodb中的用户信息（必须以root用户登录）

> db.system.users.find().pretty()

3.5、Mongodb用户删除

以root用户登录，use到验证库（admin）

[mongod@db01 ~]$ mongo -uroot -proot123 admin

> use app
> db.dropUser("app_admin")

对于Mongodb来说，只要开启鉴权，所有的DB访问操作都需要通过权限检查。而大致的操作流程跟下图类似

• Mongodb 的用户归属于某个数据库，用户需要在所属的数据库中进行鉴权；
• 一旦通过鉴权，当前的会话(连接)中所有操作将按照用户被赋予的角色权限执行检查。

4、MongoDB基本操作

Mongodb 默认存在的库：

1. test库：默认存在的库
2. admin库：系统预留库，mongodb系统管理库
3. local库：本地预留库，存储关键日志

Mongodb 命令种类：

数据库对象：库(database),表(collection),数据行(document)

注意：下面所有基础命令操作都使用超级用户

4.1、Mongodb基础命令

//查看命令操作
> db.help
 
// 查看当前db版本
> db.version()
 
// 查看数据库
> show databases
> show dbs

// 查看集合/表
> show tables
> show collections

// 创建数据库
> use case

//查看当前库的情况
> db.stats()

// 查看当前通过何种方式连接到数据库
> db.getMongo()

// 退出当前数据库视图
> exit

4.2、Mongodb库操作

1、创建数据库
当use的时候，系统就会自动创建一个数据库。
如果use之后没有创建任何集合。
系统就会删除这个数据库。

2、删除数据库
如果没有选择任何数据库，会删除默认的test数据库

> use test
> db.dropDatabase()
{ "ok" : 1 }

5、Mongodb集合及文档操作

当插入一个文档时，一个集合(collections)就会自动创建

文中创建一个user集合，然后在该集合下对其增删改查操作

5.1、创建库和集合

//先进入到库
> use case    

// 创建集合  
> db.createCollection('user') 
{ "ok" : 1 }

// 查看集合
> show collections          
user

5.2、创建文档并插入数据

插入数据的时候会自动生成主键_id

> db.user.insert({name:"Jack",age:20,sex:"M",hobby:["basketball","run"]}) 
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

> db.user.insert({name:"Xander",age:25,sex:"M",hobby:["football","run","billiards"]}) 
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

5.3、查询集合数据

// 查询所有记录（默认每页显示20条记录，用it迭代命令查询下一页）
> db.user.find() 
{ "_id" : ObjectId("5eb2787fe4401ef3d2c65107"), "name" : "Jack", "age" : 20, "sex" : "M", "hobby" : [ "basketball", "run" ] }
{ "_id" : ObjectId("5eb2789ce4401ef3d2c65108"), "name" : "Xander", "age" : 25, "sex" : "M", "hobby" : [ "football", "run", "billiards" ] }

// 每页显示1条记录
> DBQuery.shellBatchSize=20
20

// 查询所有记录，并格式化输出
> db.user.find().pretty()
{
	"_id" : ObjectId("5eb2787fe4401ef3d2c65107"),
	"name" : "Jack",
	"age" : 20,
	"sex" : "M",
	"hobby" : [
		"basketball",
		"run"
	]
}
{
	"_id" : ObjectId("5eb2789ce4401ef3d2c65108"),
	"name" : "Xander",
	"age" : 25,
	"sex" : "M",
	"hobby" : [
		"football",
		"run",
		"billiards"
	]
}

// 查看第1条记录
> db.user.findOne()
{
	"_id" : ObjectId("5eb2787fe4401ef3d2c65107"),
	"name" : "Jack",
	"age" : 20,
	"sex" : "M",
	"hobby" : [
		"basketball",
		"run"
	]
}

// 查询集合总的记录数
> db.user.count()
2

5.4、多条件查询集合数据

查询 name = Jack 的记录

> db.user.find({name:"Jack"})

查询 age > 25 的记录

> db.user.find({age:{$gt:25}})

查询 age < 25 的记录

> db.user.find({age:{$lt:25}})

查询 age >= 25 的记录

> db.user.find({age:{$gte:25}})

查询 age <= 25 的记录：

> db.user.find({age:{$lte:25}})

查询 age >= 10 并且 age <= 30 的记录

> db.user.find({age:{$gte:10,$lte:30}})

查询 name 中包含 'X' 的数据（模糊查询）

> db.user.find({name:/X/})

查询 name 中以 'X' 开头的数据

> db.user.find({name:/^X/})

查询 name 中以 'r' 结尾的数据

> db.user.find({name:/r$/})

查询指定列数据

> db.user.find({},{name:"Jack"})  // 查询name列数据 第一个字段为查询条件

查询指定列，name，age数据，且 age > 20

> db.user.find({age:{$gt:20}},{name:true,age:true})

升序、降序排序

> db.user.find().sort({age:1})   // 升序
> db.user.find().sort({age:-1})  // 降序

查询前2条数据

> db.user.find().limit(2)

查询后5条数据

>db.user.find().skip(5)

查询1-10之间的数据

// 可用于分页，limit 是 pageSize，skip 是第几页 * pageSize
> db.user.find().limit(10).skip(1)   // 10 之前，1之后，即 1-10 之间

或者/or 查询，查询 age = 28，或者 age = 29 的数据

> db.user.find({$or:[{age:28},{age:29}]})

统计 age > 21 的数据的数量

> db.user.find({age:{$gt:21}}).count()

5.5、查看集合存储信息

// 查看集合的存储信息
> db.user.stats()

// 集合中索引+数据压缩存储后的大小
> db.user.totalSize()
65536

// 集合中数据压缩存储的大小
> db.user.storageSize()
32768

5.6、批量插入数据

> for(i=0;i<10000;i++){db.log.insert({"uid":i,"name":"mongodb","age":6,"date":new Date()})}

5.7、删除集合

// db.collertions.drop，collertions指定集合名
> db.user.drop()  

// 删除集合中所有记录
> db.user.remove({})

5.8、重命名集合

> db.user.renameCollection("student")
{ "ok" : 1 }
> db.getCollectionNames()
[ "student" ]