MongoDB学习：精选资料汇总
1. MongoDB介绍
1.1 什么是MongoDB
MongoDB是一种面向文档存储的 NoSQL（非关系型数据库）数据库管理系统，使用 C++ 语言编写，旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。与传统的关系型数据库相比，MongoDB 更具灵活性，能够更好地满足当前 Web 应用的需求。
1.2 MongoDB的特点
MongoDB的特点如下：
- 面向文档存储：MongoDB使用BSON格式的文档存储数据，文档内部可以嵌套其他文档或数组，这样使得数据变得更加灵活。
- 没有固定的模式：MongoDB集合Collection不需要指定固定的字段和类型，不需要预定义表结构，大大降低了使用MongoDB的门槛。
- 高性能：MongoDB的读写性能很高，并且支持水平扩展，能够在集群中分布式存储文档，提高了系统的可扩展性和可用性。
- 高可用性：MongoDB支持多种高可用架构，包括复制集和分片集群。在主节点宕机时，复制集可以快速进行主从切换。
1.3 MongoDB的应用场景
MongoDB适用于以下应用场景：
- Web应用程序：MongoDB可以存储半结构化或者无结构化数据，适合存储Web应用程序中的日志、用户数据等。
- 大数据：MongoDB支持高效存储和查询大量的数据，能够胜任需要存储大量数据的场景。
- 实时分析：MongoDB能够高效地执行聚合操作和MapReduce等分析操作，适于实时数据分析场景。
2. MongoDB安装与配置
2.1 MongoDB安装
MongoDB的官方网站提供多种安装包和安装方式，用户可以根据自己的需求选择适合的安装方式。
- 在Linux系统上安装MongoDB：
用户可以根据Linux系统版本在MongoDB的官方网站上下载相应的安装包，利用包管理器进行安装。以Ubuntu为例，安装命令为：
sudo apt-get install mongodb- 在Windows系统上安装MongoDB：
用户可以在MongoDB的官方网站上下载Windows版的安装包，并进行安装。安装过程简单，用户只需要点击几步即可完成安装。
2.2 MongoDB配置
安装完成后，需要对MongoDB进行配置，以便于正常运行。
- 配置数据目录：
MongoDB默认的数据目录是/data/db，如果需要修改数据目录，则需要在mongodb.conf文件中进行修改。以Linux系统为例，mongodb.conf文件的路径为/etc/mongodb.conf。
- 配置日志目录：
MongoDB的日志文件默认存储在/var/log/mongodb目录下，如果需要修改日志目录，则需要在mongodb.conf文件中进行修改。
3. MongoDB基本操作
3.1 创建数据库
使用MongoDB自带的mongo shell工具，可以建立数据库实例和集合等对象。在mongo shell中，输入以下命令可以建立一个名为example的数据库：
use example使用db命令可以查看当前使用的数据库：
db3.2 创建集合
在MongoDB中，可以根据需求创建集合。使用以下命令可以创建一个名为foo的集合：
db.createCollection("foo")使用show collections命令可以查看当前的集合：
show collections3.3 插入文档
使用insert()命令可以向MongoDB中插入文档。例如，以下命令可以向foo集合中插入一个文档：
db.foo.insert({"name":"John", "age":30})3.4 更新文档
使用update()命令可以更新MongoDB中的文档。例如，以下命令可以将foo集合中name为John的文档age字段修改为35：
db.foo.update({"name":"John"}, {"$set":{"age":35}})3.5 删除文档
使用remove()命令可以删除MongoDB中的文档。例如，以下命令可以删除foo集合中age大于等于35的文档：
db.foo.remove({"age":{"$gte":35}})4. MongoDB数据建模
4.1 文档模型
在MongoDB中，数据以文档形式存储。一个文档可以包含一个或多个域，每个域包含一个字段和对应的值。一个文档可以有不同的文档结构，这使得MongoDB可以存储半结构化和无结构化数据。
4.2 数据库设计原则
MongoDB数据建模需要遵守以下原则：
- 尽量使用嵌套文档，减少数据库中的文档数。
- 对于需要频繁查询的数据，使用索引来提高查询效率。
- 不要过度规范化数据，除非真的必要。
- 避免在文档中存储大量数据，可以采用引用方式。
5. MongoDB索引
5.1 什么是索引
索引是MongoDB中提高查询效率的重要工具。MongoDB索引是一种类似于传统数据库中索引的数据结构，通过在集合中存储索引，可以使得查询更快速、更高效。
5.2 创建索引
使用createIndex()命令可以在MongoDB中创建索引。例如，以下命令可以在foo集合的name字段上创建单键索引：
db.foo.createIndex({"name":1})MongoDB支持多种索引类型，包括单键索引、复合索引、全文索引等。
5.3 查询优化
MongoDB中，通过使用索引，可以大大提高查询效率。但是，在进行查询优化时，需要谨慎使用索引，以免导致索引过度使用和低效查询的问题。
使用explain()命令可以查看查询执行的详细信息，并根据信息进行优化调整。
6. MongoDB 分片集群
6.1 分片集群概述
MongoDB分片集群是MongoDB的一种扩展方式，通过将数据分散到多个节点中，使得系统可以处理更大量级的数据。
6.2 分片集群架构
MongoDB分片集群通常是由多个节点组成的，每个节点都运行着MongoDB进程，并且托管一个或多个分片。分配给每个节点的分片通常是均衡的，并且每个节点通常扮演着特定的角色，如mongos进程、config服务器等。
6.3 分片集群优化
MongoDB分片集群的优化需要特别注意分片均衡和查询路由等问题。如果分片读写不均衡，可能导致某些节点性能瓶颈，从而影响整个系统的性能。可以通过使用mongos查询路由器进行查询优化等措施，提高整个系统的性能和可用性。
总结
本文介绍了MongoDB的基本概念、安装配置、基本操作、数据建模、索引和分片集群等内容。希望读者能够对MongoDB有一个全面的认识，并且能够在实际应用开发中独立运用MongoDB，更好的满足了Web应用的需求。