MongoDB 概念解析

不管我們學(xué)習(xí)什么數(shù)據(jù)庫都應(yīng)該學(xué)習(xí)其中的基礎(chǔ)概念，在mongodb中基本的概念是文檔、集合、數(shù)據(jù)庫，下面我們挨個(gè)介紹。

下表將幫助您更容易理解Mongo中的一些概念：

通過下圖實(shí)例，我們也可以更直觀的的了解Mongo中的一些概念：

數(shù)據(jù)庫（DATABASE）

一個(gè)mongodb中可以建立多個(gè)數(shù)據(jù)庫。

MongoDB的默認(rèn)數(shù)據(jù)庫為"db"，該數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)在data目錄中。

MongoDB的單個(gè)實(shí)例可以容納多個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，每一個(gè)都有自己的集合和權(quán)限，不同的數(shù)據(jù)庫也放置在不同的文件中。

"show dbs" 命令可以顯示所有數(shù)據(jù)的列表。

$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> show dbs
local  0.078GB
test   0.078GB
> 

執(zhí)行 "db" 命令可以顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫對(duì)象或集合。

$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> db
test
> 

運(yùn)行"use"命令，可以連接到一個(gè)指定的數(shù)據(jù)庫。

> use local
switched to db local
> db
local
> 

以上實(shí)例命令中，"local" 是你要鏈接的數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)庫也通過名字來標(biāo)識(shí)。數(shù)據(jù)庫名可以是滿足以下條件的任意UTF-8字符串。

• 不能是空字符串（"")。
• 不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空宇符)。
• 應(yīng)全部小寫。
• 最多64字節(jié)。

有一些數(shù)據(jù)庫名是保留的，可以直接訪問這些有特殊作用的數(shù)據(jù)庫。

• admin： 從權(quán)限的角度來看，這是"root"數(shù)據(jù)庫。要是將一個(gè)用戶添加到這個(gè)數(shù)據(jù)庫，這個(gè)用戶自動(dòng)繼承所有數(shù)據(jù)庫的權(quán)限。一些特定的服務(wù)器端命令也只能從這個(gè)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，比如列出所有的數(shù)據(jù)庫或者關(guān)閉服務(wù)器。
• local: 這個(gè)數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會(huì)被復(fù)制，可以用來存儲(chǔ)限于本地單臺(tái)服務(wù)器的任意集合
• config: 當(dāng)Mongo用于分片設(shè)置時(shí)，config數(shù)據(jù)庫在內(nèi)部使用，用于保存分片的相關(guān)信息。

文檔（Document）

文檔是一個(gè)鍵值(key-value)對(duì)(即BSON)。MongoDB 的文檔不需要設(shè)置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的數(shù)據(jù)類型，這與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有很大的區(qū)別，也是 MongoDB 非常突出的特點(diǎn)。

一個(gè)簡單的文檔例子如下：

{"site":"www.o2fo.com", "name":"W3Cschool教程"}

下表列出了 RDBMS 與 MongoDB 對(duì)應(yīng)的術(shù)語：

需要注意的是：

1. 文檔中的鍵/值對(duì)是有序的。
2. 文檔中的值不僅可以是在雙引號(hào)里面的字符串，還可以是其他幾種數(shù)據(jù)類型（甚至可以是整個(gè)嵌入的文檔)。
3. MongoDB區(qū)分類型和大小寫。
4. MongoDB的文檔不能有重復(fù)的鍵。
5. 文檔的鍵是字符串。除了少數(shù)例外情況，鍵可以使用任意UTF-8字符。

文檔鍵命名規(guī)范：

• 鍵不能含有\(zhòng)0 (空字符)。這個(gè)字符用來表示鍵的結(jié)尾。
• .和$有特別的意義，只有在特定環(huán)境下才能使用。
• 以下劃線"_"開頭的鍵是保留的(不是嚴(yán)格要求的)。

集合

集合就是 MongoDB 文檔組，類似于 RDBMS （關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Relational Database Management System)中的表格。

集合存在于數(shù)據(jù)庫中，集合沒有固定的結(jié)構(gòu)，這意味著你在對(duì)集合可以插入不同格式和類型的數(shù)據(jù)，但通常情況下我們插入集合的數(shù)據(jù)都會(huì)有一定的關(guān)聯(lián)性。

比如，我們可以將以下不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文檔插入到集合中：

{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}
{"site":"www.o2fo.com","name":"W3Cschool教程","num":5}

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)文檔插入時(shí)，集合就會(huì)被創(chuàng)建。

合法的集合名

• 集合名不能是空字符串""。
• 集合名不能含有\(zhòng)0字符（空字符)，這個(gè)字符表示集合名的結(jié)尾。
• 集合名不能以"system."開頭，這是為系統(tǒng)集合保留的前綴。
• 用戶創(chuàng)建的集合名字不能含有保留字符。有些驅(qū)動(dòng)程序的確支持在集合名里面包含，這是因?yàn)槟承┫到y(tǒng)生成的集合中包含該字符。除非你要訪問這種系統(tǒng)創(chuàng)建的集合，否則千萬不要在名字里出現(xiàn)$。　

如下實(shí)例：

db.col.findOne()

capped collections

Capped collections 就是固定大小的collection。

它有很高的性能以及隊(duì)列過期的特性(過期按照插入的順序). 有點(diǎn)和 "RRD" 概念類似。

Capped collections是高性能自動(dòng)的維護(hù)對(duì)象的插入順序。它非常適合類似記錄日志的功能 和標(biāo)準(zhǔn)的collection不同，你必須要顯式的創(chuàng)建一個(gè)capped collection， 指定一個(gè)collection的大小，單位是字節(jié)。collection的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間值提前分配的。

Capped collections 可以按照文檔的插入順序保存到集合中，而且這些文檔在磁盤上存放位置也是按照插入順序來保存的，所以當(dāng)我們更新Capped collections 中文檔的時(shí)候，更新后的文檔不可以超過之前文檔的大小，這樣話就可以確保所有文檔在磁盤上的位置一直保持不變。

由于 Capped collection 是按照文檔的插入順序而不是使用索引確定插入位置，這樣的話可以提高增添數(shù)據(jù)的效率。MongoDB 的操作日志文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 來實(shí)現(xiàn)的。

要注意的是指定的存儲(chǔ)大小包含了數(shù)據(jù)庫的頭信息。

db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})

• 在capped collection中，你能添加新的對(duì)象。
• 能進(jìn)行更新，然而，對(duì)象不會(huì)增加存儲(chǔ)空間。如果增加，更新就會(huì)失敗 。
• 數(shù)據(jù)庫不允許進(jìn)行刪除。使用?drop()?方法刪除collection所有的行。
• 注意: 刪除之后，你必須顯式的重新創(chuàng)建這個(gè)collection。
• 在32bit機(jī)器中，capped collection最大存儲(chǔ)為1e9( 1X10⁹)個(gè)字節(jié)。

元數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫的信息是存儲(chǔ)在集合中。它們使用了系統(tǒng)的命名空間：

dbname.system.*

在MongoDB數(shù)據(jù)庫中名字空間 ?<dbname>.system.* ?是包含多種系統(tǒng)信息的特殊集合(Collection)，如下:

對(duì)于修改系統(tǒng)集合中的對(duì)象有如下限制。

在{{system.indexes}}插入數(shù)據(jù)，可以創(chuàng)建索引。但除此之外該表信息是不可變的(特殊的?drop index?命令將自動(dòng)更新相關(guān)信息)。

{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可刪除的。

MongoDB 數(shù)據(jù)類型

下表為MongoDB中常用的幾種數(shù)據(jù)類型。