02 MongoDB数据类型重要概念以及shell常用指令

Posted 2023-01-09 cui_yonghua

基础篇（能解决工作中80%的问题）:

1. MongoDB的概述、应用场景、下载方式、连接方式和发展历史等

2. MongoDB数据类型、重要概念以及shell常用指令

3. MongoDB文档的各种增加、更新、删除操作总结

4. MongoDB各种查询操作总结

5. MongoDB对列的各种操作总结

6. MongoDB中的索引操作总结

进阶篇:

7. MongoDB聚合操作总结

8. MongoDB的导入导出、备份恢复总结

9. MongoDB的用户管理总结

10. MongoDB复制（副本集）总结

11. MongoDB 分片总结

12. MongoDB 遇见 spark（进行整合）

13. MongoDB内部的存储原理

其它:

14. python3操作MongoDB的各种案例

15. MongoDB命令汇总

一. mongo 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。

1.1 几种重要的数据类型:

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
  

字符串: BSON 字符串都是 UTF-8 编码。

时间戳: 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，可以使用 BSON 日期类型。

日期类型: 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。

二. 重要概念

2.1 mongo与sql术语的对比

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

2.2 MongoDB保留的数据库

有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。

admin： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
config: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。

2.3 文档(document)

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。

注意：
文档的数据结构和 JSON 基本一样。
所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。
BSON 是一种类似 JSON 的二进制形式的存储格式，是 Binary JSON 的简称。

2.4 集合（collection）

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。

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$。

2.5 几个重要的可执行文件

mongod：启动数据库实例的可执行文件，是整个MongoDB中最核心的文件，负责数据库的创建、删除等各项管理工作，运行在服务器端，监听客户端的连接请求。

mongo进程：是一个与mongod进程进行交互的JavaScript Shell进程，它提供了一些交互的接口函数为系统管理员对数据库进行管理。

mongodump：将数据导为BSON格式的文件，备份数据库，同时可以利用这些dump文件重建数据库。使用mongodump -help可以查看支持的指令。

mongorestore：恢复备份文件。

mongoexport：将数据导出成json或csv格式的文件。

mongoimport：将json或csv格式的文件导入到mongo。

mongos：在分片中用到的进程文件，所有应用程序端的查询操作都会先用它分析，然后将查询定位到某一个分片上，它的监听作用与mongod的监听作用类似。

mongofiles：mongofiles提供了一个操作MongoDB分布式文件存储GridFS系统的命令行接口。

mongostat：展示当前正在运行的mongod或mongos实例的状态工具，相当于unix/linux的 vmstat, 但是它提供的数据只与运行的mongod或mongos的实例相关。

mongotop：提供了一个分析MongoDB实例在读写数据上的时间跟踪方法。

三. 常用shell指令

mongo 进入mongo环境;

db.help(): 显示指令方法及含义;
show dbs : 显示所有数据的列表。(或者show databases指令);
use 数据库名 : 数据库不存在，则创建数据库，否则切换到指定数据库;
db.dropDatabase() : 删除数据库（先use 数据库名进入数据库才能删除）;
show collections : 显示集合名（或者使用show tables命令）
db.createCollection("user_demo") : 创建集合user_demo;
db.user_demo.drop() : 删除集合user_demo。

注意: 创建集合: db.createCollection(name, options),
name是要创建的集合名称;
options是可选参数, 指定有关内存大小及索引的选项，参数如下:

capped：布尔类型，可选）如果为 true，则创建固定集合。固定集合是指有着固定大小的集合，当达到最大值时，它会自动覆盖最早的文档。
当该值为 true 时，必须指定 size 参数。
autoIndexId：3.2 之后不再支持该参数。（可选）如为 true，自动在 _id 字段创建索引。默认为 false。
size：（可选）为固定集合指定一个最大值，即字节数。
如果 capped 为 true，也需要指定该字段。
max：（可选）指定固定集合中包含文档的最大数量。