MongoDB（1）： 安装与配置及简介

一.简介

  MongoDB一种非关系型数据库(NoSql)，是一种强大、灵活、可扩展的数据存储方式，因为MongoDB是文档模型，自由灵活很高，可以让你在开发过程中畅顺无比，对于大数据量、高并发、弱事务的互联网应用，MongoDB可以应对自如，MongoDB内置的水平扩展机制提供了从百万到十亿级别的数据量处理能力，还对MapReduce式聚合的支持,以及对地理空间索引的支持。

1.1、为什么需要NoSQL

简单的说，就是为了解决在web2.0时代，出现的三高要求：

 1：对数据库高并发读写的需求

 2：对海量数据的高效率存储和访问的需求

 3：对数据库的高可扩展性和高可用性的需求

而RDB（关系型数据库）里面的一些特性，在web2.0里面往往变得不那么重要，比如：

 1：数据库事务一致性

 2：数据库的实时读写

 3：复杂的SQL查询，特别是多表关联查询

1.2、CAP定理

CAP定理, 又被称作布鲁尔定理（Eric Brewer）它指出对于一个分布式计算系统来说，不可能同时满足以下三点:

 1：强一致性(Consistency)：系统在执行过某项操作后仍然处于一致的，在分布式系统中，更新操作执行成功后所有的用户都应该读取到最新的值，这样的系统被认为具有强一致性

 2：可用性(Availability)：每一个操作总是能够在一定的时间内返回结果

 3：分区容错性(Partition tolerance)：系统在存在网络分区的情况下仍然可以接受请求并处理，这里网络分区是指由于某种原因网络被分成若干个孤立区域，而区域之间互不相通

根据CAP原理将数据库分成了满足CA原则、满足CP原则和满足AP原则三大类：

 1：CA：单点集群，满足一致性，可用性，通常在可扩展性上不太强大，比如RDB

 2：CP：满足一致性和分区容错性，通常性能不是特别高，如分布式数据库

 3：AP：满足可用性和分区容错性，通常可能对一致性要求低一些，如大多数的NoSQL

BASE原理（Basically Available，Soft-state，Eventual consistency ）

 1：基本可用（Basically Available）：系统能够基本运行、一直提供服务。

 2：软状态（Soft-state）：系统不要求一直保持强一致状态。

 3：最终一致性（Eventual consistency）：系统需要在某一时刻后达到一致性要求

1.3、NoSQL的优缺点

优点

 1、扩展简单方便，尤其是水平横向扩展

  （纵向扩展是指用更强的机器；横向扩展是指把数据分散到多个机器）

 2、读写快速高效，多数都会映射到内存操作

 3、成本低廉，用普通机器，分布式集群即可

 4、数据模型灵活，没有固定的数据模型

NoSQL的缺点

 不提供对SQL的支持

 现有产品还不够成熟稳定，功能也还有待加强

1.4、mongodb的特点

高性能、易于使用、易于扩展、功能丰富

面向集合存储，模式自由

支持动态查询，支持javascript表达式查询

支持完全索引，包含内部对象

支持复制和故障恢复

支持副本集复制和自动故障恢复

自动处理分片

使用高效的二进制数据储存，包括大型对象

文件存储格式为BSON（一种JSON的扩展）

二.基本概念

数据库

 MongoDB的一个实例可以拥有一个或多个相互独立的数据库，每个数据库都有自己的集合

文档（document）：是MongoDB中数据的基本单元

非常类似于关系型数据库系统中的行（但是比行要复杂的多）

注意：

每一个文档都有一个特殊的键”_id”，它在文档所处的集合中是唯一的，相当于关

系数据库中的表的主键

集合（collection）：就是一组文档

类似于关系型数据库系统中的表

_id

  每个文档都有个特殊的“_id”，在文档所属集合中是唯一的

JavaScript shell

  MongoDB自带了一个功能强大的JavaScript Shell，可以用于管理或操作MongoDB

MongoDB的单个计算机可以容纳多个独立的数据库，每一个数据库都有自己的集合和权限。

MongoDB自带简介但功能强大的JavaScript shell，这个工具对于管理MongoDB实例和操作数据作用非常大

注意：MongoDB中没有主外键的概念

三.规则与数据类型

3.1、数据库名称定义规则

1、不能是空串

2、不得含有/、\、？、$、空格、空字符等等，基本只能使用ASCII中的字母和数字

3、区分大小写，建议全部小写

4、最多为64字节

5、不得使用保留的数据库名，比如：admin，local，config

注意：数据库最终会成为文件，数据库名就是文件的名称

3.2、集合名称定义规则

1、不能是空串

2、不能包含\0字符（空字符），这个字符表示集合名的结束，也不能包含”$”

3、不能以”system.”开头，这是为系统集合保留的前缀

3.3、文档的键的定义规则

1、不能包含\0字符（空字符），这个字符表示键的结束

2、“.”和“$”是被保留的，只能在特定环境下用

3、区分类型，同时也区分大小写

4、键不能重复

注意：文档的键值对是有顺序的，相同的键值对如果有不同顺序的话，也是不同的文档

3.4、数据类型

数据类型                描述                                     举例

null              表示空值或者未定义的对象                              {"x":null}

布尔值            真或者假：true或者false                               {"x":true}

32位整数            shell不支持该类型，默认会转换成64位浮点数，也可以使用NumberInt类，比如：     {“x”:NumberInt(“3”)}

64位整数            shell不支持该类型，默认会转换成64位浮点数,也可以使用NumberLong类，比如：     {“x”:NumberLong(“3”)}

64位浮点数          shell中的数字就是这一种类型                             {"x"：3.14，"y"：3}

字符串            UTF-8字符串                                     {"foo":"bar"}

符号             shell不支持，shell会将数据库中的符号类型的数据自动转换成字符串

对象id             文档的12字节的唯一id                               {"id": ObjectId()}

日期             从标准纪元开始的毫秒数                               {"date":new Date()}

正则表达式          文档中可以包含正则表达式，遵循JavaScript的语法                  {"foo":/foobar/i}

代码             文档中可以包含JavaScript代码                            {"x"：function() {}}

未定义             undefined                                    {"x"：undefined}

数组             值的集合或者列表                                 {"arr": ["a","b"]}

内嵌文档           文档可以作为文档中某个key的value                          {"x":{"foo":"bar"}}