1. MongoDB介绍
MongoDB是一种非常流行的跨平台文档导向数据库管理系统，由10gen公司（现在叫MongoDB公司）开发，使用C++编写。它支持Ad hoc查询、索引、复制、分片等众多功能，而且还提供了基于内存计算的聚合框架和图形搜索等高级特性。
2. MongoDB的数据存储方式
2.1 文档存储
MongoDB是文档导向的数据库管理系统，因此它的数据存储方式也主要是通过文档来实现。文档是MongoDB中的基本数据单元，一个文档由多个键值对（key-value pairs）组成，每个键值对表示文档中的一个字段。由于文档的结构是松散的，每个文档都可以定义它自己的架构，而且文档可以嵌套、重复或者是删除某些键值对，所以它很适合于存储半结构化的数据。这种文档存储方式也有利于数据的动态扩展，而且变更也比较容易。
2.2 集合存储
集合是MongoDB中的一个概念，可以理解为关系型数据库中的表。每个集合包含许多文档，这些文档的格式可以不同。同一个集合中的文档可以有各自的字段，并且字段也可以是复杂的数据结构。集合具有动态模式、超出索引、支持查询等优点。
3. MongoDB的优缺点
3.1 优点
支持灵活的数据模型
能处理大量的非结构化数据
易于扩展
速度很快
3.2 缺点
不支持跨文档事务
查询复杂度很高，需要建立良好的索引
对于大型集合，需要额外的可用磁盘空间（至少两倍的数据空间）
不支持复合主键
4. MongoDB与关系型数据库比较
关系型数据库是一种常见的数据存储方式，它的数据以二维表格的形式来表示，关系型数据库最大的优点是能够提供ACID事务。但是，当处理非结构化的数据时，关系型数据库常常显得力不从心，而且关系型数据库的复杂查询需要多个表的连接操作，速度较慢。MongoDB是文档导向数据库，能够支持极大的文档存储能力和可扩展性。它能够处理非结构化数据，而且拥有非常高的读取性能。但是，MongoDB的查询性能不如关系型数据库，也没有ACID事务保证。
-- 创建表格
CREATE TABLE students (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(50),
age INT,
country VARCHAR(50)
);
-- 插入数据
INSERT INTO students (id, name, age, country) VALUES
(1, 'Tom', 20, 'USA'),
(2, 'Jerry', 19, 'USA'),
(3, 'Lucy', 22, 'Canada');
-- 查询19岁的学生
SELECT *
FROM students
WHERE age = 19;
-- 输出：
-- id name age country
-- 2 Jerry 19 USA
5. MongoDB的应用场景
5.1 大型公共数据管理
MongoDB非常适合用于管理大型的公共数据集，例如政府招聘信息、公共交通数据、物流历史记录等。由于这些数据是非结构化的，而且通常规模很大，使用MongoDB非常方便。
5.2 实时数据分析
实时数据分析是MongoDB的另一个重要应用场景。例如企业市场部门需要在很短的时间内分析大量市场数据以便制定下一个季度的市场策略。由于MongoDB能够快速读取大量数据，而且具有内置聚合框架，因此非常适合进行实时数据分析。
5.3 用户数据管理
用户数据管理是MongoDB的一个重要应用场景。例如社交网络需要管理海量的用户数据，以及用户发布的内容。由于这些数据是非结构化的，而且经常需要进行动态扩展，因此使用MongoDB比较方便。
6. MongoDB的安装与使用
6.1 安装MongoDB
在macOS和Windows上安装MongoDB非常容易，只需要下载相应的安装包，然后按照提示进行安装，就可以轻松地完成MongoDB的安装。
# macOS安装
brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community@4.4
# Windows安装
curl -O https://fastdl.mongodb.org/win32/mongodb-win32-x86_64-2012plus-4.4.4-signed.msi
msiexec.exe /q /i mongodb-win32-x86_64-2012plus-4.4.4-signed.msi
6.2 启动MongoDB
安装MongoDB后，我们需要启动它才能开始使用它。启动MongoDB的方式有多种，下面介绍一种常用的方法。
mongod --dbpath=data/db
6.3 使用MongoDB
使用MongoDB有多种方法，例如使用命令行界面、使用GUI管理工具、使用MongoDB的驱动程序等。下面演示使用命令行界面进行MongoDB数据操作。
# 启动命令行界面
mongo
# 创建集合
> use mydatabase
> db.createCollection("mycollection")
# 插入数据
> db.mycollection.insert({name:"Tom",age:20})
# 查询数据
> db.mycollection.find()
7. 总结
作为一种非常流行的文档导向数据库，MongoDB已经成为了数据存储的不二之选。它能够灵活地存储非结构化数据，并且具有非常高的读取性能。当然，在使用MongoDB过程中也需要注意一些问题，例如需要建立良好的索引，以及对于大型集合需要额外的可用磁盘空间等。如果你需要处理非结构化的数据，并且需要快速读取大量数据，MongoDB将是一个非常好的选择。