MongoDB 概念解析

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2018-10-14

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# MongoDB 概念解析
## MongDB和关系型数据库的对比

|SQL术语/概念		|MongoDB术语/概念	|解释/说明								|
| ----              |----               |----                                   |
|database			|database			|数据库                                 |
|table				|collection			|数据库表/集合                          |
|row				|document			|数据记录行/文档                        |
|column				|field				|数据字段/域                            |
|index				|index				|索引                                   |
|table 				|joins	 			|表连接,MongoDB不支持                   |
|primary key		|primary key		|主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键    |
![](http://www.itnoteshare.com\articlePic/getArticlePic.htm?fileName=11_178_b174811f-ba11-4a8d-9e6a-573e69d27709.png)

## 数据库
> 一个mongodb中可以建立多个数据库。
MongoDB的默认数据库为"db"，该数据库存储在data目录中。
MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。
"show dbs" 命令可以显示所有数据的列表。
* 有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。
	* admin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
	* local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
	* config: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。

## 文档
文档是一组键值(key-value)对(即BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是 MongoDB 非常突出的特点。
一个简单的文档例子如下：`{"site":"www.itnoteshare.com", "name":"教程"}`
下表列出了 RDBMS 与 MongoDB 对应的术语：

|RDBMS		|MongoDB								|
|-------    |-------                                |
|数据库		|数据库                                 |
|表格		|集合                                   |
|行			|文档                                   |
|列			|字段                                   |
|表联合		|嵌入文档                               |
|主键		|主键 (MongoDB 提供了 key 为 _id )      |
需要注意的是：
* 文档中的键/值对是有序的。
* 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
* MongoDB区分类型和大小写。
* MongoDB的文档不能有重复的键。
* 文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。
文档键命名规范：
* 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
* .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
* 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。

## 集合
集合就是 MongoDB 文档组，类似于 RDBMS （关系数据库管理系统：Relational Database Management System)中的表格。
集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。
比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：
```
{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
```
当第一个文档插入时，集合就会被创建。
合法的集合名
* 集合名不能是空字符串""。
* 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
* 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
* 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。　
### capped collections
Capped collections 就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 "RRD" 概念类似。
Capped collections是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能 和标准的collection不同，你必须要显式的创建一个capped collection， 指定一个collection的大小，单位是字节。collection的数据存储空间值提前分配的。
要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。
`db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})`
* 在capped collection中，你能添加新的对象。
* 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
* 数据库不允许进行删除。使用drop()方法删除collection所有的行。
* 注意: 删除之后，你必须显式的重新创建这个collection。
* 在32bit机器中，capped collection最大存储为1e9( 1X109)个字节。

## 元数据
数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：
`dbname.system.*`
在MongoDB数据库中名字空间 <dbname>.system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection)，如下:

|集合命名空间				|描述										|
| ------                    | ------                                    |
|dbname.system.namespaces	|列出所有名字空间。                         |
|dbname.system.indexes		|列出所有索引。                             |
|dbname.system.profile		|包含数据库概要(profile)信息。              |
|dbname.system.users		|列出所有可访问数据库的用户。               |
|dbname.local.sources		|包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。  |
对于修改系统集合中的对象有如下限制。
在{{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。
{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。

## MongoDB 数据类型
下表为MongoDB中常用的几种数据类型。

## MongoDB ObjectId
ObjectId 是一个12字节 BSON 类型数据，有以下格式：
* 前4个字节表示时间戳
* 接下来的3个字节是机器标识码
* 紧接的两个字节由进程id组成（PID）
* 最后三个字节是随机数。
> * MongoDB中存储的文档必须有一个"_id"键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个ObjectId对象。
> * 在一个集合里面，每个文档都有唯一的"_id"值，来确保集合里面每个文档都能被唯一标识。
> * MongoDB采用ObjectId，而不是其他比较常规的做法（比如自动增加的主键）的主要原因，因为在多个服务器上同步自动增加主键值既费力还费时。
![](http://www.itnoteshare.com\articlePic/getArticlePic.htm?fileName=11_178_1be62c02-a57c-4fee-8264-34a878f9ea9b.png)

### ObjectId操作
* 创建新的ObjectId
```
> var newObjectId = ObjectId()
> newObjectId
ObjectId("5bc165f9cdf73e589415163f")
>
```
* 你也可以使用生成的id来取代MongoDB自动生成的ObjectId：
```
> newObjectId
ObjectId("5bc165f9cdf73e589415163f")
> var newObjectId = ObjectId("5bc135f9cdf73e589415163f")
> newObjectId
ObjectId("5bc135f9cdf73e589415163f")
>
```
* 创建文档的时间戳
由于 ObjectId 中存储了 4 个字节的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:
```
> newObjectId
ObjectId("5bc135f9cdf73e589415163f")
> newObjectId.getTimestamp()
ISODate("2018-10-13T00:02:01Z")
>
```
* ObjectId 转换为字符串
```
> newObjectId
ObjectId("5bc135f9cdf73e589415163f")
> newObjectId.str
5bc135f9cdf73e589415163f
>
```

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