1.MongoDB簡介

MongoDB介紹

MongoDB是面向文檔的非關係型資料庫，不是現在使用最普遍的關係型資料庫，其放棄關係模型的原因就是為了獲得更加方便的擴展、穩定容錯等特性。面向文檔的基本思路就是：將關係模型中的“行”的概念換成“文檔（document）”模型。面向文檔的模型可以將文檔和數組內嵌到文檔中。因此，實際中可以用一條數據表示非常複雜的結構。
MongoDB沒有預定義模式：文檔的鍵(key)和值(value)不再是固定的類型和大小，而且根據需求要添加或者刪除欄位變得更容易了。由於沒有模式需要更改，通常不需要遷移大量數據。不必將所有數據都放到一個模子裡面，應用層可以處理新增或丟失的鍵。這樣開發者可以非常容易地變更數據模型。
實際應用中，隨著數據量的增大，資料庫都要進行擴展。擴展有縱向擴展和橫向擴展。縱向擴展是使用計算能力更強的機器，也是最省力的方法，但是很容易達到物理極限，無論花多少錢也買不到最新的機器了。橫向擴展就是通過分區將數據分散到更多的機器上。MongoDB的設計採用橫向擴展。面向文檔的數據模型使它很容易地在多台伺服器之間進行數據分割。還可以自動處理跨集群的數據和負載，自動重新分配文檔，以及將用戶請求路由到正確的機器上。開發者根本不用考慮資料庫層次的擴展問題，需要擴展資料庫時，在集群中添加機器即可，MongoDB會自動處理後續的事情。
MongoDB有如上各種特性，但為了達到這些，他也放棄了關係型資料庫的某些功能如表連接join和複雜的多行事務。

 
直觀瞭解： 

MongoDB的優勢與劣勢

優勢

1. 快速！基於記憶體，將熱數據存放在物理記憶體中（不僅僅只是索引和少部分數據），從而提高了整體速度和效率。
2. 高擴展性！MongoDB的高可用和集群架構擁有十分高的擴展性。
3. 自身的FailOver機制！在副本集中，當主庫遇到問題，無法繼續提供服務的時候，副本集將選舉一個新的主庫繼續提供服務。
4. JSon格式的數據！MongoDB的Bson和JSon格式的數據十分適合文檔格式的存儲與查詢。

劣勢

1. 應用經驗少！由於NoSQL興起時間短，應用經驗相比關係型資料庫較少。
2. 由於以往用到的都是關係型資料庫，可能會造成使用者一開始的不適應。
3. 無事務機制！MongoDB本身沒有自帶事務機制，若需要在MongoDB中實現事務機制，需通過一個額外的表，從邏輯上自行實現事務。

2.MongoDB與MYSQL對比

下麵是Mongodb與Mysql的操作命令的對比： 

MongoDB基礎知識與CRUD

1.文檔(document):相當於傳統關係型資料庫的“行”，但比傳統行表示的信息更加複雜。例如：

{"name":"jack","age":18,"sex":"male"}

2.集合(collection):這個在MongoDB中代表一組文檔，類似於關係型資料庫中的表。但在MongoDB中的表（就是集合）是沒有模式的，你可以將完全不同的文檔放入同一個集合中.但在實際使用中，為特定集合隱性規定一種模式。註：當集合里沒有任何文檔時集合其實也是不存在的。當第一個文檔插入時，集合就會被創建。 
3.資料庫(database):在MongoDB中，一組集合可以組成一個資料庫。一個MongoDB實例可以承載多個資料庫。每個資料庫都有獨立的許可權控制。在實際應用中，通常，一個應用的所有數據放置在一個資料庫中。 
4.數據類型：MongoDB中的文檔類似於JSON。JSON是一種簡單的數據交換格式，在數據類型方面，只支持：null，布爾，數字，字元串，數組和對象。這幾種類型在某些實際應用中表現力還是不夠，比如JSON本身不直接支持日期類型，對於數字，JSON本身也沒法區分整數和浮點數，更不能區分32位數字和64位數字。為此，MongoDB再保留了JSON的各類特性外，又為其添加了一些數據類型。 
1.null：用於表示空值或不存在的欄位。Shell中這樣表示：{"x"：null} 
2.布爾：有兩個值，true和false。Shell中這樣使用：{"x"：true} 
3.數字：Shell中數字均為64位浮點數，如在Shell中{"x"：3.14}和{"x"：3}這兩個文檔中的值均是64位的浮點數。 
4.字元串：這個用的最廣，Shell中這樣表示：{"x"："hello world！"} 
5.日期：這個在數據存儲時，存儲的是從標準紀元開始的毫秒數，沒有存儲時區信息。 
6.正則表達式：文檔中可以包含正則表達式，採用JavaScript的正則表達式語法即可，Shell中這樣表示：{"x"：/foobar/i}。
7.數組：數組是一組值，既可以表示為有序對象（列表，棧，隊列等）也可以表示無序對象（集合），Shell中這樣表示一個數組：{"things"：["pie"，3.14]}。 
8.內嵌文檔：把一個文檔整個作為另一個文檔某一個鍵對應的值。 
其他包括二進位數據，代碼等。

MongoDB入門(Shell基本操作)

運行mongo啟動shell： 
 
shell是一個功能完備的JavaScript解釋器，可運行任意的JavaScript程式。這裡不做示例。 
MongoDB的預設資料庫為"db"，該資料庫存儲在data目錄中。 
1.選擇資料庫

#選擇名test資料庫
use tset

 
如果忘記了資料庫名稱可以輸入如下代碼查詢所有資料庫名稱："show dbs" 命令可以顯示所有數據的列表

show dbs

 
查看資料庫中的集合名：

show collections

結果如圖所示： 
 
下表列出了 RDBMS 與 MongoDB 對應的術語： 

插入文檔

insert函數可將一個文檔插入到集合中去。以一個博客舉例。先創建一個叫post的變數(JavaScript對象)有三個鍵和對應的屬性。插入代碼：

db.blog.insert(post)

如圖所示： 
 
批量插入

db.blog.insertMany([{"_id":0},{"_id":1},{"_id":2}])

查詢文檔

查詢代碼如下：

db.blog.find()

如圖所示： 
 
多出來的"_id"就是MongoDB自動創建的預設為ObjectID類型的對象。在一個集合里，每個文檔都由唯一的"_id",確保集合中的每個文檔都能被唯一標識，它採用12位元組的存儲空間，由24個16進位數字組成，可分為四部分組成：

如果插入文檔時沒有"_id"鍵，系統會為我們自動創建一個。 
若只想查看一個文檔，可以用findOne：

db.blog.findOne()

查詢具體的某一個文檔那麼就要以json的形式添加查詢條件，例如：

db.blog.find({"title":"My Blog Post"})

以上實例中類似於 WHERE 語句：WHERE title = 'My Blog Post';

修改文檔

如果給博客新增一個評論功能，則需要新增key-value，用於保存評論數組。

post.comments = []

之後用新版本的文檔替換舊版本：

db.blog.update({"title":"My Blog Post"},post)

使用修改器:

"$Set":用來指定一個欄位的值，若欄位不存在，則創建它。

db.users.update({"sex":"male"},{"$Set":{"gift":"happy birthday！"}})
/*這樣只會更新一個文檔，若要更新多個文檔，則需要將update的第四個參數設置為true*/
db.users.update({"sex":"male"},{"$Set":{"gift":"happy birthday！"}}，false，true)　

"$inc":用來增加已有鍵的值，若鍵不存在，就創建它。（與"$Set"類似，專門用來增加數字的，只能用於整形，長整型，雙精度浮點型）

db.games.update({"game":"pinball","user":"joe"},{"$inc":{"score":50}})　

"$push":會向已有的數組末尾加入一個元素，若數組不存在，則創建數組。與"$each"自操作符一同使用可以一次添加多個值。

db.stock.ticker.update({"_id":"1"},{"$push":{"hourly":{"$each":[562.667,562.790,562.123]}}})　

"$addToSet":可以避免重覆插入。若數組內已有相同數據，則不差入。與"$each"自操作符一同使用可以一次添加多個值。

db.users.update({"_id""1},{"$addToSet":{"emails":"[email protected]"}})

"$push":刪除數組裡的元素.("$pop":將數組看成隊列或棧，從兩端刪除。"$pull":將所匹配到的數組中的值刪除，而不是只刪除一個)

刪除文檔

db.blog.remove({"title":"My Blog Post"})

 
刪除整個集合用drop()

db.blog.drop()

索引

MongoDB使用 ensureIndex() 方法來創建索引。

db.COLLECTION_NAME.ensureIndex({KEY:1})

語法中 Key 值為你要創建的索引欄位，1為指定按升序創建索引，如果你想按降序來創建索引指定為-1即可。 
當然也可以給多個欄位建立索引

db.col.ensureIndex({"title":1,"description":-1})

管道聚合

MongoDB的聚合管道將MongoDB文檔在一個管道處理完畢後將結果傳遞給下一個管道處理。管道操作是可以重覆的。 
表達式：處理輸入文檔並輸出。表達式是無狀態的，只能用於計算當前聚合管道的文檔，不能處理其它的文檔。 
這裡我們介紹一下聚合框架中常用的幾個操作：

• $project：修改輸入文檔的結構。可以用來重命名、增加或刪除域，也可以用於創建計算結果以及嵌套文檔。

db.article.aggregate(
{ $project : {
title : 1 ,
author : 1 ,
}}
);

• $match：用於過濾數據，只輸出符合條件的文檔。

db.articles.aggregate( [
{ $match : { score : { $gt : 70, $lte : 90 } } },
{ $group: { _id: null, count: { $sum: 1 } } }
] );

• $limit：用來限制MongoDB聚合管道返回的文檔數。

db.article.find().limit

• $skip：在聚合管道中跳過指定數量的文檔，並返回餘下的文檔。

db.article.aggregate( { $skip : 5 });

• $group：將集合中的文檔分組，可用於統計結果。

• $sort：將輸入文檔排序後輸出。

Java操作MongoDB

連接資料庫

連接資料庫，你需要指定資料庫名稱，如果指定的資料庫不存在，mongo會自動創建資料庫。 
所需jar包： mongo-java-driver-3.2.2.jar 
連接資料庫的Java代碼如下：

 1 import com.mongodb.MongoClient;
 2 import com.mongodb.client.MongoDatabase;
 3 public class MongoDBJDBC{
 4 public static void main( String args[] ){
 5 try{
 6 // 連接到 mongodb 服務
 7 MongoClient mongoClient = new MongoClient( "localhost" , 27017 );
 8 // 連接到資料庫
 9 MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("test");
10 System.out.println("Connect to database successfully");
11 }catch(Exception e){
12 System.err.println( e.getClass().getName() + ": " + e.getMessage() );
13 }
14 }
15 }

創建集合： 
我們可以使用 com.mongodb.client.MongoDatabase 類中的createCollection()來創建集合 
代碼片段如下：

import com.mongodb.MongoClient;
import com.mongodb.client.MongoDatabase;
public class MongoDBJDBC{
public static void main( String args[] ){
try{
// 連接到 mongodb 服務
MongoClient mongoClient = new MongoClient( "localhost" , 27017 );
// 連接到資料庫
MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase("test");
System.out.println("Connect to database successfully");
mongoDatabase.createCollection("test");
System.out.println("集合創建成功");
}catch(Exception e){
System.err.println( e.getClass().getName() + ": " + e.getMessage() );
}
}
}

插入文檔

//插入文檔
/**
* 1. 創建文檔 org.bson.Document 參數為key-value的格式
* 2. 創建文檔集合List<Document>
* 3. 將文檔集合插入資料庫集合中 mongoCollection.insertMany(List<Document>) 插入單個文檔可以用 mongoCollection.insertOne(Document)
* */
Document document = new Document("title", "MongoDB").
append("description", "database").
append("likes", 100).
append("by", "Fly");
List<Document> documents = new ArrayList<Document>();
documents.add(document);
collection.insertMany(documents);
System.out.println("文檔插入成功");

查詢文檔

//檢索所有文檔
/**
* 1. 獲取迭代器FindIterable<Document>
* 2. 獲取游標MongoCursor<Document>
* 3. 通過游標遍歷檢索出的文檔集合
* */
FindIterable<Document> findIterable = collection.find();
MongoCursor<Document> mongoCursor = findIterable.iterator();
while(mongoCursor.hasNext()){
System.out.println(mongoCursor.next());
}

修改文檔

//更新文檔 將文檔中likes=100的文檔修改為likes=200
collection.updateMany(Filters.eq("likes", 100), new Document("$set",new Document("likes",200)));
//檢索查看結果
FindIterable<Document> findIterable = collection.find();
MongoCursor<Document> mongoCursor = findIterable.iterator();
while(mongoCursor.hasNext()){
System.out.println(mongoCursor.next());
}

刪除文檔

//刪除符合條件的第一個文檔
collection.deleteOne(Filters.eq("likes", 200));
//刪除所有符合條件的文檔
collection.deleteMany (Filters.eq("likes", 200));
//檢索查看結果
FindIterable<Document> findIterable = collection.find();
MongoCursor<Document> mongoCursor = findIterable.iterator();
while(mongoCursor.hasNext()){
System.out.println(mongoCursor.next());
}