1. NoSQL的起源
NoSQL，指的是non-SQL或non-relational的数据库管理系统。顾名思义，NoSQL数据库不是基于传统SQL语言的关系数据库。它是一种非关系型数据库，不需要固定的模式，可以处理来自不同应用程序的数据。NoSQL的发展始于2000年代初，当时，社交媒体开始大行其道，需要处理超大规模的非结构化数据，而关系型DBMS难以胜任这一任务。
NoSQL旨在解决以下问题：
可扩展性：能够处理大规模的数据。
灵活性：支持非结构化表之间的数据关联。
性能：高性能，能够处理大量数据。
可用性：始终可用，不会因为单点故障而停止。
2. NoSQL的分类
根据NoSQL数据库的数据模型，可以将其分为以下四类：
2.1 键-值存储（Key-Value Store）
每个项目都存储为一个键值对，具有独特的键和值。用户可以根据键来获取值。这种类型的NoSQL数据库可以很好的处理半结构化数据，但一些键-值存储不支持条件查询和复杂查询。比较流行的键值存储包括Redis、Riak和Amazon DynamoDB。
2.2 列存储（Column Store）
列存储数据库，也叫列族数据库，是基于BigTable的独创理念的其中一种实现。在列存储数据库中，数据是按列存储的，而非按行存储。这种类型的NoSQL数据库被用于处理那些需要处理海量数据的场景。比较流行的列存储数据库包括HBase和Cassandra。
2.3 文档存储（Document Store）
文档存储数据库是一种半结构化数据的存储方式。数据存储在文档中，文档是一个自包含的、可描述的实体，通常以某种格式（如XML或JSON）存储。这种类型的NoSQL数据库适用于多变、非常灵活的数据模型，如博客、商品、新闻等。比较流行的文档存储数据库包括MongoDB、CouchDB和RavenDB。
2.4 图形数据库（Graph Database）
图形数据库存储图形（或网络）数据。它将数据存储为节点、边和属性。这种类型的NoSQL数据库可以很好的解决复杂数据模型中的关系查询问题。比较流行的图形数据库包括Neo4j和OrientDB。
3. MongoDB介绍
MongoDB是一个开源数据库，属于NoSQL数据库的一种，特点是采用BSON（一种类似JSON的二进制形式）为内部数据存储格式，通过插入多个文档来存储数据。MongoDB用内存映射文件（mmap）技术来大幅提高其性能，目前在数据存储和处理方面被广泛采用。
3.1 MongoDB的数据模型
MongoDB数据模型基于文档存储。MongoDB中，一个文档即一条记录，每个文档都是一个文档对象，以BSON格式表示。
{
"_id": ObjectId("5d054b947cc1e718b32f0a97"),
"name": "John",
"address": {
"city": "New York",
"state": "NY",
"zip": 10021
},
"pets": [
{
"name": "Fido",
"species": "dog"
},
{
"name": "Fluffy",
"species": "cat"
}
]
}
上面的文档示例有几个重要的属性：
_id：每个文档都必须包含一个唯一的_id属性，它是一个对象ID，用于标识该文档。
键值对：每个文档都由键和值组成。在示例中，name、address和pets都是键。这些键可以是任意字符串。
值：可以是任何类型的数据，包括数组和嵌套的文档。
3.2 MongoDB的优缺点
优点：
灵活：无需预定义表结构，可以灵活添加字段。
高性能：使用mmap技术来提高读写性能。
分布式处理：基于分布式文件存储，支持自动分片，具有良好的可扩展性。
高可用性：支持主从复制、多数据中心部署。
缺点：
不支持事务：单文档操作没有问题，但如果在多个文档之间需要进行跨文档事务操作，则不太好实现。
没有统一的管理工具：虽然有很多可用的GUI工具，但没有类似于Oracle Database Control和SQL Server Management Studio这样的统一控制台。
不支持join操作：需要使用应用程序手动连接数据。
3.3 MongoDB的应用场景
MongoDB适合处理半结构化数据，如日志文件、媒体文件、文档和消息等数据。MongoDB还可以用于处理需要高度动态数据模型的应用程序，如社交网络、博客和内容管理系统。
3.4 MongoDB的安装和使用
安装MongoDB非常简单，只需下载二进制文件，解压缩到指定目录即可。使用MongoDB的命令行工具可以很容易地进行数据操作。
//启动mongod服务
mongod --dbpath /data/db
//打开MongoDB shell
mongo
//插入文档
db.test.insert({"name": "John"})
4. 总结
NoSQL数据库是应对当前存储和处理大数据的一个重要解决方案。其中，MongoDB作为文档存储类的NoSQL数据库，具有灵活性，高性能，分布式处理，高可用性等优点。在处理非结构化数据方面，MongoDB的应用广泛，如日志文件、媒体文件、文档和消息等数据。