1. MongoDB 简介
MongoDB是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。它将数据存储在类似 json 的文档中，易于理解和查询。MongoDB是NoSQL数据库中的一种，适用于处理需要高可扩展性和速度的大量非结构化数据。
MongoDB以C++语言编写，遗传了C++的高效性和可扩展性。MongoDB的源代码托管在Github上，由10gen公司主导，目前10gen公司已经改名为MongoDB。
2. MongoDB 运行机制
2.1. MongoDB 架构
MongoDB的设计思想，就是将传统的关系型数据库中的表格换成文档，文档就是由键值对组成的一个结构，所有的文档都存放在集合中，集合相当于关系型数据库中的表格。同时MongoDB采用类似json格式的BSON(二进制形式的JSON)存储文档，这种存储方式比传统表示方法更加高效。
MongoDB架构主要分为两个层次，分别是客户端和服务端，两者之间通过TCP/IP协议进行通信。客户端负责将数据存储到MongoDB中，服务端负责处理客户端请求并返回处理结果。MongoDB服务端通过将文档数据划分到不同的数据块中，再将这些数据块分布到不同的节点上，形成一个分布式系统。
2.2. MongoDB 数据存储
MongoDB用于存储的基本单位是BSON文档，一个BSON文档可以包含多个字段，每个字段由“字段名:值”的键值对来表示。MongoDB存储数据的方式可以分为两种：单一文档和多文档。在单一文档模式中，每个文档代表一个数据记录，在文档中可以包含各种类型的数据，例如字符串、日期、数组、嵌套文档等等，这种方式适合于简单的应用；在多文档模式中，数据记录被分割成多个文档，这种方式适合于处理大数据集合。另外，MongoDB支持的数据类型非常广泛，包括但不限于：
字符串：用于存储文本数据，字符串可以存储可变长度的字符序列。
数字：用于存储数值，数字可以存储整数和浮点数。
日期：用于存储日期和时间数据。
数组：用于存储一组值。
嵌套文档：用于存储文档数据。
2.3. MongoDB 查询
MongoDB中的查询操作非常灵活，你可以使用许多不同的查询方法来检索数据。例如，你可以使用基本的等于、不等于、大于、小于运算符来过滤文档。还可以使用逻辑运算符AND、OR、NOT、NE，也可以在查询中使用正则表达式等高级功能。此外，MongoDB支持索引，可以大大提高查询和排序操作的速度。
下面是一个基本的查询示例，假设我们有一个名为users的集合，包含以下四个字段：_id、name、age、sex。
db.users.find({ name: "Lucy", age: { $gte: 18 } })上面的查询语句将会返回所有age大于等于18岁且名字为Lucy的用户数据。
2.4. MongoDB 复制模式
MongoDB的复制模式可以提高数据的可用性和安全性。复制模式可以将数据集在多个节点之间进行复制和同步，从而实现数据的容错和负载均衡。MongoDB的复制模式主要包括主从模式和集群模式。
主从模式通常由一台主服务器和多台从服务器组成，主服务器负责写入数据和同步数据到从服务器，而从服务器则负责读取数据。当主服务器宕机时，从服务器将会被自动升级为主服务器，从而实现自动故障转移。
集群模式通常用于大型分布式系统中，集群可以自动分片数据集合，然后将它们分布到多台服务器上。每个服务器都运行着一个MongoDB进程，所有服务器共享相同的配置。当一个服务器宕机时，集群会自动将剩余的数据迁移到其他节点上，从而实现数据的高可用性和容错能力。
3. 总结
MongoDB是一种强大的NoSQL数据库，它具有高可扩展性、高灵活性和卓越的性能表现。MongoDB的运行机制中有许多值得深入研究的内容，例如MongoDB的架构、数据存储和复制模式等。如果你希望深入了解MongoDB的运行机制，可以参考官方文档或者相关教程。