一、学习MongoDB、认识、安装、简单操作
1.什么是MongoDB？
基于分布式文件存储的开源数据库系统
为WEB应用提供可扩展高性能的数据存储解决方案
将数据存储为一个文档，数据结构是（key-value）组成，类似于JSON对象。字段可以包含其它文档，数组以及文档数组。
2. 主要特点
- 你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如：FirstName="Sameer",Address="8 Gandhi Road")来实现更快的排序。
- 你可以通过本地或者网络创建数据镜像，这使得MongoDB有更强的扩展性。
如果负载增加（需要更多的存储空间和更强的处理能力），它可以分布在计算机网络中的其他节点，这就是所谓的分片。
- Mongo支持丰富的查询表达式。查询指令使用JSON形式的标记，可轻易查询文档中内嵌的对象及数组。
update()命令更新数据
Map/reduce对数据进行批量处理和聚合操作
- Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的，并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。
- GridFS是MongoDB中的一个内置功能，可以用于存放大量小文件。
- MongoDB允许在服务端执行脚本，可以用Javascript编写某个函数，直接在服务端执行，也可以把函数的定义存储在服务端，下次直接调用即可。
- MongoDB支持各种编程语言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。
- MongoDB安装简单。
3. MongoDB下载
MongoDB的下载分为Atlas（安装在云端），Community Server（社区版），Enterprise Server（商业版）和Ops Manager（运维管理器）、Compass
你可以在mongodb官网下载该安装包，地址为：https://www.mongodb.com/download-center#community。MonggoDB支持以下平台:
- OS X 32-bit
- OS X 64-bit
- Linux 32-bit
- Linux 64-bit
- Windows 32-bit
- Windows 64-bit
- Solaris i86pc
- Solaris 64
语言支持
MongoDB有官方的驱动如下：
启动MongoDB
安装完成后(我的安装地址G:\MongoDB\Server\3.6)，如果要运行MongoDB，需要创建一个数据库（db）目录，作为启动参数。
方式1. 通过命令行启动：
C:\mongodb\bin\mongod --dbpath c:\data\db
方式2. 通过配置文件启动
配置文件可以放在任意位置，这里放到根目录下G:\MongoDB\Server\3.6\mongod.cfg
启动："G:\MongoDB\Server\3.6\mongod.cfg" --install
以上两种方式选择一种启动即可。
MongoDB 后台管理 Shell
通过bin目录下的mongo.exe可以打开一个MongoDB自带的交互式的javascript shell。
由于它是一个JavaScript shell，您可以运行一些简单的算术运算:
> 2 + 2 4 >
db 命令用于查看当前操作的文档（数据库）：
> db test >
插入一些简单的记录并查找它：
> db.runoob.insert({x:10}) WriteResult({ "nInserted" : 1 }) > db.runoob.find() { "_id" : ObjectId("5604ff74a274a611b0c990aa"), "x" : 10 } >
第一个命令将数字 10 插入到 runoob 集合的 x 字段中。
runoob是一个集合，类似于mysql中的表的概念，如果不存在会自动创建。
----------------------------------------------------------------------------------------------
MongoDB概念解析
在mongodb中基本的概念是文档、集合、数据库
| SQL术语/概念 | MongoDB术语/概念 | 解释/说明 |
|---|---|---|
| database | database | 数据库 |
| table | collection | 数据库表/集合 |
| row | document | 数据记录行/文档 |
| column | field | 数据字段/域 |
| index | index | 索引 |
| table joins | 表连接,MongoDB不支持 | |
| primary key | primary key | 主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键 |
数据库
一个MongoDB可以建立多个数据库
默认数据库为“db”，存储在data目录中
MongoDB单个实例可以有多个独立的数据库，每个都有自己的数据目录。
· show dbs显示所有的数据的列表
· db 命令显示当前数据库对象
文档
文档是一组键值(key-value)对(即BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是 MongoDB 非常突出的特点。
一个简单的文档例子如下：
{"site":"www.runoob.com", "name":"菜鸟教程"}
需要注意的是：
- 文档中的键/值对是有序的。
- 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
- MongoDB区分类型和大小写。
- MongoDB的文档不能有重复的键。
- 文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。
文档键命名规范：
- 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
- .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
- 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。
集合
集合就是 MongoDB 文档组，类似于 RDBMS （关系数据库管理系统：Relational Database Management System)中的表格。
集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。
比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：
{"site":"www.baidu.com"} {"site":"www.google.com","name":"Google"} {"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程","num":5}
当第一个文档插入时，集合就会被创建。
合法的集合名
- 集合名不能是空字符串""。
- 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
- 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。
- 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。
capped collections
Capped collections 就是固定大小的collection。
它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 "RRD" 概念类似。
Capped collections是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能 和标准的collection不同，你必须要显式的创建一个capped collection， 指定一个collection的大小，单位是字节。collection的数据存储空间值提前分配的。
要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})
- 在capped collection中，你能添加新的对象。
- 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
- 数据库不允许进行删除。使用drop()方法删除collection所有的行。
- 注意: 删除之后，你必须显式的重新创建这个collection。
- 在32bit机器中，capped collection最大存储为1e9( 1X109)个字节。
创建
新增数据
查询结果
删除
删除后集合不存在需要重新创建
元数据
数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：
dbname.system.*
在MongoDB数据库中名字空间 <dbname>.system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection)，如下:
| 集合命名空间 | 描述 |
|---|---|
| dbname.system.namespaces | 列出所有名字空间。 |
| dbname.system.indexes | 列出所有索引。 |
| dbname.system.profile | 包含数据库概要(profile)信息。 |
| dbname.system.users | 列出所有可访问数据库的用户。 |
| dbname.local.sources | 包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。 |
对于修改系统集合中的对象有如下限制。
在{{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。
{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。
MongoDB数据类型
下表为MongoDB中常用的几种数据类型。
| 数据类型 | 描述 |
|---|---|
| String | 字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中，UTF-8 编码的字符串才是合法的。 |
| Integer | 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器，可分为 32 位或 64 位。 |
| Boolean | 布尔值。用于存储布尔值（真/假）。 |
| Double | 双精度浮点值。用于存储浮点值。 |
| Min/Max keys | 将一个值与 BSON（二进制的 JSON）元素的最低值和最高值相对比。 |
| Array | 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。 |
| Timestamp | 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。 |
| Object | 用于内嵌文档。 |
| Null | 用于创建空值。 |
| Symbol | 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型，但不同的是，它一般用于采用特殊符号类型的语言。 |
| Date | 日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间：创建 Date 对象，传入年月日信息。 |
| Object ID | 对象 ID。用于创建文档的 ID。 |
| Binary Data | 二进制数据。用于存储二进制数据。 |
| Code | 代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。 |
| Regular expression | 正则表达式类型。用于存储正则表达式。 |
下面说明下几种重要的数据类型。
ObjectId
ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：
- 前 4 个字节表示创建 unix时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时
- 接下来的 3 个字节是机器标识码
- 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
- 最后三个字节是随机数
MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象
由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:
> var newObject = ObjectId() > newObject.getTimestamp() ISODate("2017-11-25T07:21:10Z")
ObjectId 转为字符串
> newObject.str 5a1919e63df83ce79df8b38f
字符串
BSON 字符串都是 UTF-8 编码。
时间戳
BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 MongoDB 内部使用，与普通的 日期 类型不相关。 时间戳值是一个 64 位的值。其中：
- 前32位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）
- 后32位是在某秒中操作的一个递增的
序数
在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。
在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。
BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。
日期
表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。
> var mydate1 = new Date() //格林尼治时间 > mydate1 ISODate("2018-03-04T14:58:51.233Z") > typeof mydate1 object
> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间 > mydate2 ISODate("2018-03-04T15:00:45.479Z") > typeof mydate2 object
这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。
返回一个时间类型的字符串：
> var mydate1str = mydate1.toString() > mydate1str Sun Mar 04 2018 14:58:51 GMT+0000 (UTC) > typeof mydate1str string
或者
> Date() Sun Mar 04 2018 15:02:59 GMT+0000 (UTC)