MongoDB基础知识（浅显）

一、MongoDB 核心概念

MongoDB 是一个 面向文档的 NoSQL 数据库，与传统的关系型数据库（如 MySQL）相比，最大的区别是它以 文档（Document）为存储单元，而不是表和行。

1. 数据库（Database）

• MongoDB 中可以有多个数据库，每个数据库包含多个集合。
• 类似于关系型数据库中的“数据库”。

2. 集合（Collection）

• 集合是 MongoDB 中存储文档的容器，类似于关系型数据库中的“表”。
• 一个集合内可以存储多个文档（Document）。

3. 文档（Document）

• 文档是 MongoDB 的基本数据单元，以 BSON（Binary JSON） 格式存储。

• 每个文档是一个键值对结构，类似于 JSON 对象。

• 示例：

  {"_id": ObjectId("5f9d1b3b9c9d6e1d9c9d6e1d"),"name": "Alice","age": 25,"hobbies": ["reading", "music"],"address": {"city": "Beijing","zip": "100000"}
  }
  

4. ObjectId

• MongoDB 自动为每个文档生成一个唯一的 _id 字段，类型为 ObjectId。
• 它是一个 12 字节的唯一标识符，包含时间戳、机器标识、进程 ID 和随机数。

二、MongoDB 数据模型

1. 嵌套结构（Embedded Documents）

• MongoDB 支持嵌套文档结构，可以将复杂的数据结构直接嵌入到一个文档中。
• 例如：用户的地址信息可以直接嵌套在用户文档中，而不需要单独建表。

2. 数组（Arrays）

• 支持数组类型字段，用于存储多个值。
• 例如：用户可能有多个兴趣爱好，可以用数组存储。

3. 动态模式（Schema-less）

• MongoDB 的集合没有严格的 schema 限制，同一个集合中的文档可以有不同的字段结构。
• 这种灵活性非常适合处理半结构化或非结构化数据。

三、MongoDB 常用操作（Mongo Shell）

以下是一些 MongoDB 的基本操作命令，适用于 Mongo Shell（即 mongo 命令行工具）。

1. 连接数据库

mongo

2. 查看所有数据库

show dbs

3. 使用（创建）数据库

use mydb

4. 查看当前数据库的集合

show collections

5. 插入文档

db.users.insertOne({name: "Alice",age: 25,hobbies: ["reading", "music"],address: {city: "Beijing",zip: "100000"}
})

6. 查询文档

db.users.find({ name: "Alice" })

7. 更新文档

db.users.updateOne({ name: "Alice" },{ $set: { age: 26 } }
)

8. 删除文档

db.users.deleteOne({ name: "Alice" })

9. 创建索引

db.users.createIndex({ name: 1 })  // 1 表示升序，-1 表示降序

10. 聚合查询（Aggregation）

db.users.aggregate([{ $match: { age: { $gt: 20 } } },{ $group: { _id: null, avgAge: { $avg: "$age" } } }
])

四、MongoDB 的适用场景

MongoDB 的设计使其特别适合以下场景：

1. 灵活的数据结构

• 适用于数据结构频繁变化的场景，如日志系统、用户行为记录等。

2. 高扩展性需求

• 支持水平扩展（分片），适合处理大量数据和高并发访问。

3. 嵌套数据处理

• 适合需要嵌套结构的数据，如用户配置、产品信息、地理位置数据等。

4. 实时数据分析

• 通过聚合框架可以快速进行实时分析，如统计用户行为、日志分析等。

5. 内容管理系统

• 适合存储文章、评论、标签等内容，支持灵活的嵌套和扩展。

五、MongoDB 与其他数据库的对比

特性	MongoDB（NoSQL）	MySQL（SQL）
数据结构	文档（JSON-like）	表（Rows & Columns）
查询语言	MongoDB Query Language	SQL
事务支持	从 4.0 开始支持多文档事务	原生支持
扩展性	水平扩展（分片）	垂直扩展为主
索引支持	支持多种索引类型	支持基本索引
适用场景	半结构化数据、大数据	结构化数据、事务处理

六、MongoDB 的局限性

虽然 MongoDB 非常灵活，但也有一些局限性需要注意：

• 不支持复杂的 JOIN 操作：虽然可以通过 $lookup 实现类似功能，但性能不如 SQL。
• 事务支持有限：虽然支持多文档事务，但性能和使用场景受限。
• 数据一致性较弱：默认是最终一致性，适合对一致性要求不高的场景。
• 占用存储空间较大：由于存储的是 BSON，相比压缩后的二进制数据会更占空间。