【DBA课程-笔记】第 3 章：MongoDB数据库核心知识
内容
1. 存储引擎（MongoDB Storage Engines）：
一、MongoDB 数据库架构
A. MongoDB数据库体系架构
1. 存储引擎（MongoDB Storage Engines）：
- WiredTiger （对处理读写，并发更灵活）
- MMAPv1
- In-Memory （企业版使用）
- Encrypted
- 3rd Party Engine
2. MongoDB 数据逻辑架构
- 二进制BSON文档
- Journal 日志：性能优化
- Index 索引：查询优化
- Collection：
- Capped：可以模拟数据排队的消息队列
- 语言执行引擎：
二、MongoDB 存储引擎
- 作用：解决数据存储和磁盘的交互，以及索引机制，大量IO操作
- 存储引擎负责管理数据存储，包括内存和磁盘2个区域
| 引擎名 | 说明 | 描述 |
| MMAPV1 | 【官方】3.0之前版本 | |
| WiredTiger | 【官方】3.0之后版本（默认） | 锁机制提升性能 |
| Encrypted | 【官方】企业版 | |
| In-Memory | 【官方】企业版 | |
| RocksDB | 【Facebook】可以结合mongodb，以及mysql一起使用 | 写入性能优化 |
| TerarkDB | 【字节跳动】工程团队 | 存储空间 + 查询性能优化 |
| 其他引擎 | 如： 阿里云提供支持，RocksDB 和 TerarkDB， WiredTiger（默认） |
A. 查看mongodb服务器的状态
db.serverStatus()
B. 查看引擎信息（4.2.1 没有这个命令）
db.serverStatus().storgeEngine
C. 查看 - 集合状态（包含引擎信息）
db.users.stats()
三、集合 Collection
- 类似于关系型数据库中的表 Table
- MongoDB 数据库可以包含多个集合，一个集合可以包含多个文档( Document)
- 如果集合不存在，MongoDB会在保存第一条数据时自动创建集合（懒创建）
- 可以使用 db.createCollection0 创建集合
- 集合不限制文档Document的字段架构
- MongoDB 3.2开始 可以启用 Schema Validation 强制验证文档结构
- MongoDB还提供了Capped Collection固定容量大小的集合
A. 创建集合
- 创建集合名为：log
- 固定容量大小：5242880 ，单位字节
- 文档个数： max：5000 ，表示最多5000个文档
db.createCollection("log",{ capped : true, size : 5242880, max : 5000 })B. 查看集合状态
db.users.stats()C. 查看集合所有文档 + 美化
db.users.find().pretty()
四、文档模型 与 BSON
A. MongoDB 文档模型
- Document 文档，类似于关系型数据库中的行Row，数据基本单元
- 文档结构类似于JSON文档，存储键值对Key-Value数据
- MongoDB保存数据的基本格式是BSON Document
- BSON是二进制JSON，目的节约存储空间
- MongoDB的文档支持更丰富的数据类型
- _id 是默认的主键，使用的是ObjectId类型保证唯一，也可以自定义
- 字段存储有特定的顺序，允许嵌套复杂类型，如文档类型的数据
- 除了数据使用文档、查询、过滤、索引管理等功能也全部使用文档（以文档为操作单位）
- BSON 文档大小有 16M的限制
- 超出16M 限制的数据可以使用GridFS存储
B. MongoDB文档模型设计原则
1.数据模型两种方式
- Normalized 范式 （设计标准，为了节省磁盘空间）
- Denormalized 反范式（随着磁盘价格大幅度下降，为了追求性能，不计成本累加硬件）
2. Mongodb文档结构分为
- 【范式】引用方式 : 也就是RDBMS中的外键关联
- 【反范式】嵌入式 : 也就是Ducoment文档中的内嵌节点
2-1：引用方式
2-2：嵌入式 （文档嵌套）
五、日志Log机制（数据安全问题）
A. Mongodb 日志Journa
- 为了防止突发故障导致的数据丢失，MongoDB提供了日志机制
- WiredTiger使用写前日志 write-ahead transaction log 和Checkpoint检查点 一起来确保数据正确持久性
- 如果MongoDB日志存在检查点，就使用日志重放修改直到上一个检查点
- 日志使用了snappy压缩库
- 最小日志大小128字节，小于此大小不启用压缩
- 单节点，不启用日志，可能导致数据修改丢失
- WiredTiger引擎日志默认100M毫秒刷一次磁盘，日志文件最大100M，超过会自动创建新文件
- WiredTiger引擎会自动删除直到上一个CheckPoint的日志文件
B. Mongod.conf 控制日志
- 启动日志
- 日志路径：/data/db/journal
C. 深入MongoDB日志模式底层原理
- Shared View：共享内存数据视图
- 数据写入周期是60S
D. 控制WiredTiger日志持久化
- MongoDB的日志在DbPath目录下的Journal目录下
- 启动参数 --journal 开启，使用 --nojournal 关闭，也可以配置文件关闭
- WiredTiger默认提交日志时间是间隔100毫秒
- 3.2 版本WiredTiger写入日志间隔默认50毫秒
- 3.6 版本以后WiredTiger设置检查点间隔是60秒
- 如果 写入操作设置了 j: true，引擎会立即写磁盘
- 日志大小是100MB，写满以后，重新创建日志文件
- 如果强制关闭Mongod进程可能会导致日志丢失
- 使用storage.journal.commitIntervalMs控制间隔
- In-Memory引擎不支持此参数 (控制持久化参数)
- MMAPv1引擎默认提交日志时间是间隔30毫秒
- WiredTiger引擎自动删除直到上一个CheckPoint的日志文件
E. 配置文件 mongod.conf
1. 地址
- linux下：/etc/mongod.conf
- docker中：/data/configdb/ ，一般默认没有,可以通过部署时映射到该目录下
2. 内容说明
- dbpath :数据库文件存放目录
- path:日志存放目录
- port:端口号
- bindip : 0.0.0.0 允许外部容器访问 ，注：不要写127.0.0.1
- auth : 不使用密码账户登录
# Where and how to store data.
storage:
dbPath: /mnt/mongodb/data
journal:
enabled: true
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /mnt/mongodb/logs/mongod.log
# network interfaces
net:
port: 27017
bindIp: 0.0.0.0
#auth
auth:false3. windows带日志下--服务器启动（演示）
- linux/docker 默认自动启动服务器
# 服务器启动（默认开启日志）
mongod.exe --dbpath "c:\\MongoDB\data\db" --logpath "C:\\MongoDB\data\log\mongo.log"
# 服务器启动（开启日志）
mongod.exe --dbpath "c:\\MongoDB\data\db" --journal --logpath "C:\\MongoDB\data\log\mongo.log"
# 服务器启动（关闭日志）
mongod.exe --dbpath "c:\\MongoDB\data\db" --nojournal --logpath "C:\\MongoDB\data\log\mongo.log"
# 客户端启动
mongo.exe --port 27017六、MongoDB 总结
A. Document 内嵌 VS 引用 优缺点
| 内嵌 | 引用 | |
| 优点 | 快速读取 | 节约空间 关系灵活 数据更新时候比较简单 |
| 缺点 | 数据冗余 数据更新时候比较复杂 | 需要从多个表读数据 |
