当前位置： 首页 > news >正文

简单了解MongoDB数据存储

news 2025/8/12 9:27:25

官方文档：MongoDB中文手册|官方文档中文版 | MongoDB-CN-Manual

什么是MongoDB?

MongnDB是一个分布式文件存储数据库(或叫文档数据库)，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，最接近关系型数据库的。

MongoDB中的记录是一个文档，它是由字段和值(key:value)对组成的数据结构。MongoDB文档类似于JSON的BSON类型，BSON就是JSON的二进制表示，文档的字段的值可以包括其他文档，数组和文档数组。

MongoDB 特点

MongoDB 的一些关键特点：

  • 文档导向：MongoDB 存储 BSON（二进制 JSON）文档，这些文档可以包含复杂的数据结构，如数组和嵌套对象。
  • 高性能：MongoDB 提供了高性能的数据持久化和查询能力，特别是对于写入密集型的应用。
  • 水平扩展：通过分片（sharding）技术，MongoDB 可以在多个服务器之间分布数据，实现水平扩展。
  • 高可用性：MongoDB 支持副本集（replica sets），提供数据的自动故障转移和数据冗余。
  • 灵活的聚合框架：MongoDB 提供了一个强大的聚合框架，允许执行复杂的数据处理和聚合操作。
  • 丰富的查询语言：MongoDB 的查询语言（MQL）支持丰富的查询操作，包括文本搜索、地理位置查询等。
  • 存储过程：MongoDB 支持在数据库内部执行 JavaScript 代码，允许定义和执行复杂的数据处理逻辑。
  • GridFS：对于存储大于 BSON 文档大小限制（16MB）的文件，MongoDB 提供了 GridFS，一种用于存储和检索大文件的规范。
  • 安全性：MongoDB 提供了多层次的安全特性，包括认证、授权和加密。
  • 驱动程序和工具：MongoDB 拥有广泛的驱动程序支持，适用于不同的编程语言，以及各种管理工具和可视化界面。
  • 社区和生态系统：MongoDB 拥有一个活跃的开发者社区，提供了大量的教程、文档和第三方工具

MongoDB三大核心概念

1. 数据库（Database）

数据库是集合的物理容器，每个数据库在文件系统上有自己的文件集，一个MongoDB服务器通常有多个数据库，类似于关系型数据库中的数据库。

2. 集合（Collection）

集合是一组MongoDB文档的集合，相当于RDBMS的表。集合存在于一个单独的数据库中。集合不强制执行模式，集合中的文档可以具有不同的字段，通常，集合中的所有文档具有相似或相关的目的。类似于关系型数据库中的表。

3. 文档（Document）

文档是一组键值对。文档具有动态模式，动态模式意味着同一个集合中的文档不需要具有相同的字段或结构，并且集合的文档中的共同字段可能包含不同类型的数据。类似于关系型数据库中的行（row），以 BSON 格式存储。

一条文档示例：（博客）

{_id: ObjectId(7df78ad8902c)title: 'MongoDB Overview', description: 'MongoDB is no sql database',by: 'tutorials point',url: 'http://www.tutorialspoint.com',tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],likes: 100, comments: [  {user:'user1',message: 'My first comment',dateCreated: new Date(2011,1,20,2,15),like: 0 },{user:'user2',message: 'My second comments',dateCreated: new Date(2011,1,25,7,45),like: 5}]
}

其中"_id"是自动生成的，可以自己另外设置一个“_id”的值覆盖自动生成“_id”的值。但是如果文档已经生成了就无法直接去修改“_id”的值，但是可以通过“删除-添加”的方式实现

RDBMS术语与MongoDB之间的关系

关系型数据库管理系统(RDBMS)

MongoDB

数据库(Database)

数据库(Database)

表(Table)

集合(Collection)

元组/行(Tuple/Row)

文档(Document)

列(Column)

字段(Field)

表连接(Table Join)

嵌入式文档(Embedded Documents)

主键(Primary Key)

主键(默认键_id由MongoDB自身提供)

MongoDB的安装

下载地址：Download MongoDB Community Server | MongoDB

选择合适的版本下载：

安装步骤链接：Windows（超详细保姆级教学）安装mongodb数据库_windows安装mongodb-CSDN博客

根据上面的连接成功连接上mongodb数据库

注意：安装过程中是否设置了密码，我没有设置所以验证就是none;

MongoDB的常用操作命令

数据库操作

a. 创建数据库

use 数据库名

使用 use 命令来指定一个数据库时，如果该数据库不存在，MongoDB将自动创建它。

b. 查看数据库列表

show dbs

c. 删除数据库

use 数据库名 //先切换到要删除的数据库

db.dropDatabase() //然后删除当前数据库

集合操作

操作某个数据库的集合要记住使用【use 数据库名】，切换数据库

a. 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。

options 可以是如下参数：

参数名

类型

描述

示例值

capped

布尔值

是否创建一个固定大小的集合。

true

size

数值

集合的最大大小（以字节为单位）。仅在 capped

为 true 时有效。

10485760

(10MB)

max

数值

集合中允许的最大文档数。仅在 capped

为 true 时有效。

5000

validator

对象

用于文档验证的表达式。

{ $jsonSchema: { ... }}

validationLevel

字符串

指定文档验证的严格程度。
"off"

：不进行验证。
"strict"

：插入和更新操作都必须通过验证（默认）。
"moderate"

：仅现有文档更新时必须通过验证，插入新文档时不需要。

"strict"

validationAction

字符串

指定文档验证失败时的操作。
"error"

：阻止插入或更新（默认）。
"warn"

：允许插入或更新，但会发出警告。

"error"

storageEngine

对象

为集合指定存储引擎配置。

{ wiredTiger: { ... }}

collation

对象

指定集合的默认排序规则。

{ locale: "en", strength: 2 }

b. 更新集合

db.adminCommand({
renameCollection: "原数据库.原集合",
to: "目标数据库.目标集合",
dropTarget: <boolean>
})

参数说明：

  • renameCollection：要重命名的集合的完全限定名称（包括数据库名）。
  • to：目标集合的完全限定名称（包括数据库名）。
  • dropTarget（可选）：布尔值。如果目标集合已经存在，是否删除目标集合。默认值为 false。

c. 删除集合

db.集合名.drop()

drop() 方法可以永久地从数据库中删除指定的集合及其所有文档，这是一个不可逆的操作，因此需要谨慎使用

文档操作

a. 添加文档

方法

用途

是否弃用

insertOne()

插入单个文档

否

insertMany()

插入多个文档

否

insert()

插入单个或多个文档

是

save()

插入或更新文档

是

db.集合.insertOne(document, options)

  • document：要插入的单个文档。
  • options（可选）：一个可选参数对象，可以包含 writeConcern 和 bypassDocumentValidation 等。

实例:

db.myCollection.insertOne(

{
name: "Alice",
age: 25,
city: "New York"
}

);

db.集合.insertMany(documents, options)

  • documents：要插入的文档数组。
  • options（可选）：一个可选参数对象，可以包含 ordered、writeConcern 和 bypassDocumentValidation 等。

db.myCollection.insertMany(

[
{ name: "Bob", age: 30, city: "Los Angeles" },
{ name: "Charlie", age: 35, city: "Chicago" }
]

);

从 MongoDB 4.2 开始，db.collection.save() 和 insert()已被标记为弃用

b. 更新文档

ⅰ. 更新单个文档

db.集合.updateOne(filter, update, options)

  • filter：用于查找文档的查询条件。
  • update：指定更新操作的文档或更新操作符。
  • options：可选参数对象，如 upsert、arrayFilters 等。

示例：

db.myCollection.updateOne(

{ name: "Alice" }, // 过滤条件

{ $set: { age: 26 } }, // 更新操作

{ upsert: false } // 可选参数

);

ⅱ. 批量更新

db.集合.updateMany(filter, update, options)

ⅲ. 单个文档替换

db.集合.replaceOne(filter, replacement, options)

  • filter：用于查找文档的查询条件。
  • replacement：新的文档，将替换旧的文档。
  • options：可选参数对象，如 upsert 等。

示例：

db.myCollection.replaceOne(
{ name: "Bob" }, // 过滤条件
{ name: "Bob", age: 31 } // 新文档
);

ⅳ. 查找并更新

db.集合.findOneAndUpdate(filter, update, options)

  • filter：用于查找文档的查询条件。
  • update：指定更新操作的文档或更新操作符。
  • options：可选参数对象，如 projection、sort、upsert、returnDocument 等

options 参数通常可以包含以下选项：

  • upsert：如果没有匹配的文档，是否插入一个新文档。
  • arrayFilters：当更新嵌套数组时，指定应更新的数组元素的条件。
  • collation：指定比较字符串时使用的排序规则。
  • returnDocument：在 findOneAndUpdate 中使用，指定返回更新前 ("before") 或更新后 ("after") 的文档。

c. 删除文档

ⅰ. 删除单个文档

db.集合.deleteOne(filter, options)

  • filter：用于查找要删除的文档的查询条件。
  • options（可选）：一个可选参数对象。
ⅱ. 批量删除

db.集合.deleteMany(filter, options)

ⅲ. 查找并删除单个文档

db.集合.findOneAndDelete(filter, options)

  • filter：用于查找要删除的文档的查询条件。
  • options：可选参数对象，如 projection、sort 等

示例：

db.myCollection.findOneAndDelete(
{ name: "Charlie" },
{ projection: { name: 1, age: 1 } }
);

删除操作options 参数通常可以包含以下选项：

  • writeConcern：指定写操作的确认级别。
  • collation：指定比较字符串时使用的排序规则。
  • projection（仅适用于 findOneAndDelete）：指定返回的字段。
  • sort（仅适用于 findOneAndDelete）：指定排序顺序以确定要删除的文档。

d. 查询文档

ⅰ. 简单查询

db.集合.find(query, projection)

  • query：用于查找文档的查询条件。默认为 {}，即匹配所有文档。
  • projection（可选）：指定返回结果中包含或排除的字段。

示例

db.myCollection.find(
{ age: { $gt: 25 } },
{ name: 1, age: 1, _id: 0 }
);

如果你需要以易读的方式来读取数据，可以使用 pretty() 方法，语法格式如下：

db.集合.find().pretty()

pretty() 方法以格式化的方式来显示所有文档。

示例

db.col.find().pretty()

结果：
{
"_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}

db.集合.findOne(query, projection)

ⅱ. 高级查询方法
1. 使用比较操作符

MongoDB 支持多种比较操作符，如 $gt、$lt、$gte、$lte、$eq、$ne 等。

操作符

描述

示例

$eq

等于

{ age: { $eq: 25 } }

$ne

不等于

{ age: { $ne: 25 } }

$gt

大于

{ age: { $gt: 25 } }

$gte

大于等于

{ age: { $gte: 25 } }

$lt

小于

{ age: { $lt: 25 } }

$lte

小于等于

{ age: { $lte: 25 } }

$in

在指定的数组中

{ age: { $in: [25, 30, 35] } }

$nin

不在指定的数组中

{ age: { $nin: [25, 30, 35] } }

示例：

查找年龄大于 25 的文档:

db.myCollection.find({ age: { $gt: 25 } });

2. 使用逻辑操作符

MongoDB 支持多种逻辑操作符，如 $and、$or、$not、$nor 等。

操作符

描述

示例

$and

逻辑与，符合所有条件

{ $and: [ { age: { $gt: 25 } }, { city: "New York" } ] }

$or

逻辑或，符合任意条件

{ $or: [ { age: { $lt: 25 } }, { city: "New York" } ] }

$not

取反，不符合条件

{ age: { $not: { $gt: 25 } } }

$nor

逻辑或非，均不符合条件

{ $nor: [ { age: { $gt: 25 } }, { city: "New York" } ] }

示例：

找年龄大于 25 且城市为 "New York" 的文档:

db.myCollection.find({
$and: [
{ age: { $gt: 25 } },
{ city: "New York" }
]
});

'where likes>50 AND (by = '菜鸟教程' OR title = 'MongoDB 教程')'

db.col.find({"likes": {$gt:50}, $or: [{"by": "菜鸟教程"},{"title": "MongoDB 教程"}]}).pretty()

结果：
{
"_id" : ObjectId("56063f17ade2f21f36b03133"),
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "菜鸟教程",
"url" : "http://www.runoob.com",
"tags" : [
"mongodb",
"database",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}

3. 使用元素操作符

操作符

描述

示例

$exists

字段是否存在

{ age: { $exists: true } }

$type

字段的 BSON 类型

{ age: { $type: "int" } }

示例：

查找包含 age 字段的文档:

db.collection.find({ age: { $exists: true } })

查找 age 字段为整数类型的文档:

db.collection.find({ age: { $type: "int" } })

4. 使用数组操作符

操作符

描述

示例

$all

数组包含所有指定的元素

{ tags: { $all: ["red", "blue"] } }

$elemMatch

数组中的元素匹配指定条件

{ results: { $elemMatch: { score: { $gt: 80, $lt: 85 } } } }

$size

数组的长度等于指定值

{ tags: { $size: 3 } }

5. 使用其他操作符

操作符

描述

示例

$regex

匹配正则表达式

{ name: { $regex: /^A/ } }

$text

进行文本搜索

{ $text: { $search: "coffee" } }

$where

使用 JavaScript 表达式进行条件过滤

{ $where: "this.age > 25" }

$near

查找接近指定点的文档

db.collection.find({ location: { $near: [10, 20], $maxDistance: 1000 } })

$geoWithin

查找在指定地理区域内的文档

db.collection.find({ location: { $geoWithin: { $centerSphere: [[10, 20], 1] } } })

6. 使用正则表达式

可以使用正则表达式进行模式匹配查询。

示例：

查找名字以 "A" 开头的文档：

db.myCollection.find({ name: /^A/ });

7. 投影(指定返回结果字段)

投影用于控制查询结果中返回的字段。可以使用包含字段和排除字段两种方式。

示例：

只返回名字和年龄字段：

db.myCollection.find(
{ age: { $gt: 25 } },
{ name: 1, age: 1, _id: 0 }
);

8. 排序

示例：

按年龄降序排序：

db.myCollection.find().sort({ age: -1 });

9. 限制与跳过(分页)

可以对查询结果进行限制和跳过指定数量的文档。

示例1:

返回前 10 个文档：

db.myCollection.find().limit(10);

示例2:

跳过前 5 个文档，返回接下来的 10 个文档：

db.myCollection.find().skip(5).limit(10);

e. 聚合统计

MongoDB 中聚合(aggregate)主要用于处理数据(诸如统计平均值，求和等)，并返回计算后的数据结果。

ⅰ. aggregate() 方法

db.集合.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)

表达式

描述

实例

$sum

计算总和。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$sum : "$likes"}}}])

$avg

计算平均值

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$avg : "$likes"}}}])

$min

获取集合中所有文档对应值得最小值。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$min : "$likes"}}}])

$max

获取集合中所有文档对应值得最大值。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$max : "$likes"}}}])

$push

将值加入一个数组中，不会判断是否有重复的值。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", url : {$push: "$url"}}}])

$addToSet

将值加入一个数组中，会判断是否有重复的值，若相同的值在数组中已经存在了，则不加入。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", url : {$addToSet : "$url"}}}])

$first

根据资源文档的排序获取第一个文档数据。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", first_url : {$first : "$url"}}}])

$last

根据资源文档的排序获取最后一个文档数据

db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", last_url : {$last : "$url"}}}])

ⅱ. 管道操作

管道在Unix和Linux中一般用于将当前命令的输出结果作为下一个命令的参数。

MongoDB的聚合管道将MongoDB文档在一个管道处理完毕后将结果传递给下一个管道处理。管道操作是可以重复的。

表达式：处理输入文档并输出。表达式是无状态的，只能用于计算当前聚合管道的文档，不能处理其它的文档。

聚合框架中常用的几个操作：

  • $project：修改输入文档的结构。可以用来重命名、增加或删除域，也可以用于创建计算结果以及嵌套文档。
  • $match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。$match使用MongoDB的标准查询操作。
  • $limit：用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数。
  • $skip：在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档。
  • $unwind：将文档中的某一个数组类型字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值。
  • $group：将集合中的文档分组，可用于统计结果。
  • $sort：将输入文档排序后输出。
  • $geoNear：输出接近某一地理位置的有序文档。

示例：

db.articles.aggregate( [
{ $match : { score : { $gt : 70, $lte : 90 } } }, //第一个管道
{ $group: { _id: null, count: { $sum: 1 } } } //第二个管道
] );

$match用于获取分数大于70小于或等于90记录，然后将符合条件的记录送到下一阶段$group管道操作符进行处理。

按顺序将前一个管道的处理后的数据传给后一个管道的处理，以此类推

关注我，下一篇讲Spring Boot 整合MongoDB

http://www.lryc.cn/news/617583.html

相关文章：

  • ‌太钢建材：筑就未来，品质见证
  • 软考倒计时 巧用芝麻倒计时软件 助力高效备考 有效提升备考效率
  • DNS（域名系统）
  • 关于线性DP模板
  • 月报 Vol.02：新增条件编译属性 cfg、#alias属性、defer表达式，增加 tuple struct 支持
  • 基于OpenCV的实时美颜技术：从传统算法到深度学习融合实现
  • 基恩士 CA CNX10U 视觉连接器REPEATER CA CN or CV- C 日本原装进口
  • 【软考中级网络工程师】知识点之 TCP 协议深度剖析
  • 嵌入式第二十五课！！！文件读写操作补充与应用、以及文件流定位相关函数接口
  • idea没有 Active Profiles 的填写位置
  • 企业级 IT 运维服务平台数据备份方案：基于 rsync 的自动化实现
  • 视觉相机偏移补偿
  • 在macOS上扫描192.168.1.0/24子网的所有IP地址
  • 初识影刀：将多个相同格式EXCEL中内容汇总到一个EXCEL文件中去
  • Camera open failed
  • 在Linux中模拟配置高性能web服务器
  • gophis钓鱼
  • 掌握while循环：C语言编程基础
  • [动态规划]最长公共子序列（LCS）
  • golang 基础案例_01
  • Go选手如何快速上手第三方库
  • Springboot-vue 地图展现
  • JDK21虚拟线程和 Golang1.24协程的比较
  • 《姜妮与Veda的最后一次传输》
  • 李宏毅2025《机器学习》-第十讲：AI“思想钢印”：深入解析大模型的知识编辑技术
  • 秒懂边缘云｜1分钟了解边缘安全加速 ESA
  • 机器学习——K-means聚类
  • 第9节 大模型分布式推理核心挑战与解决方案
  • 数据备份与进程管理
  • 机器学习：基于OpenCV和Python的智能图像处理 实战