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发布日期: 2021-09-04

MongoDB 官网：https://www.mongodb.com/zh

windows 下安装 mongodb

下载msi安装程序

一步一步安装即可（具体看视频）

MacOS 下安装 mongodb

安装流程：https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/install-mongodb-on-os-x/

首先安装homebrew
brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community@5.0

注意事项：

在安装过程中如果出现权限不足的问题，输入命令：

sudo chown -R $(whoami) /usr/local/include /usr/local/lib /usr/local/lib/pkgconfig

添加开启自启动服务时需要使用sudo
sudo brew services start mongodb-community@5.0
mongo
show dbs;

安装 robo 3T

类似于mysql的navicat

下载地址：https://robomongo.org/

基础概念

db：和mysql的概念一致
collection：集合，类似于mysql中的表
document：每个集合中的文档，类似于mysql中的记录
- Primary Key：和mysql中的主键含义一致，每个document都有一个主键
- field：文档中的字段

mongodb属于nosql中的文档型数据库，每个文档相当于是一个对象，它没有列的概念，也没有表关系

由于它是一个nosql数据库：

无sql语句
使用极其简单，学习成本非常低
由于没有集合之间的关联，难以表达复杂的数据关系
存取速度极快

由于它是一个文档型数据库：

数据内容非常丰富和灵活
对数据结构难以进行有效的限制

基本操作

通过mongo命令，即可进入mongodb的shell交互环境，在shell环境中，很多时候都可以使用简单的js语句即可完成对mongodb的控制

下面是mongo的常用命令：

查看所有数据库：

show dbs;

显示当前使用的数据库：

db;//test。可以使用不存在的数据库

查看当前数据库状态：

db.stats()

查看数据库中所有的集合：

show collections;

切换数据库：

use 数据库名;

向集合中添加文档：

db.collection.insertOne({ 文档内容 });
db.collection.insertMany([多个文档]);

新的文档如果没有指定字段_id，则会自动添加一个字段_id作为主键

自动的主键是一个ObjectId对象，该对象是通过调用函数ObjectId()创建的

它的原理是根据时间戳+机器码+进程Id+自增量生成的一个十六进制的唯一字符串

使用ObjectId函数还可以把某个字符串还原成一个ObjectId对象，例如ObjectId("xxxxx")

查询文档：

db.collection.find(查询对象);

修改文档：

https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/update-documents/

db.collection.updateOne(<filter>, <update>)// 条件 修改的值
db.collection.updateMany(<filter>, <update>)
db.collection.replaceOne(<filter>, <update>) // 完全覆盖

删除文档：

db.collection.deleteMany(查询对象)
db.collection.deleteOne(查询对象)

schema 和 model

mongodb 的驱动就叫做mongodb

创建连接、模型定义，CRUD

mongoose 官网：https://mongoosejs.com/

mongoose 民间中文网：http://www.mongoosejs.net/

schema: 结构，描述某种数据中有哪些字段、每个字段是什么类型、每个字段的约束

模型：对应数据库中集合的文档

模型：

用户：

{
  loginId:"账号",
  loginPwd:"密码",
  name:"姓名",
  loves: ["爱好"],
  address: {
    province: "省份",
    city: "城市"
  }
}

用户操作：

{
  operation: "登录",
  time: 日期,
  userid: 用户的id,
  extraInfo: 任意对象, // 操作额外的信息
  address: { // 操作的地址
    province: "省份",
    city: "城市"
  }
}

新增文档

mongodb 原生操作

// 新增单个数据，doc是一个文档对象
db.<collection>.insertOne(doc);

// 新增多个数据，docs是一个文档数组
db.<collection>.insertMany(docs);

// 新增单个或多个数据，返回新增的行数，doc即可以是一个文档对象，也可以是一个文档数组
db.<collection>.insert(doc);

db.users.insert({loginId:"aaa"})

mognoose 中的所有验证规则在原生操作中无效

mongoose 操作

方式 1：创建模型对象，然后保存

var obj = new <Model>(doc);
var result = await obj.save(); // 保存文档到数据库，会触发验证，也可以使用回调模式

方式 2：直接使用函数创建对象

// 创建一个或多个文档
// 也可以使用回调模式
// 若传入单个对象，返回单个对象
// 若传入多个对象，返回一个数组
var result = await <Model>.create(...doc);

创建操作的细节：

mongoose会为每个对象（包括子对象）添加唯一键_id，这是一种极好的的做法，特别是在对象数组中，可以有效的维护数据的唯一标识
- 如果希望禁用这种做法，只需要在相应的Schema中配置_id: false
mongoose在创建文档时，会自动生成一个字段__v，该字段用于方式并发冲突（后续中说明）
- 如果希望禁用这种做法，只需要在Schema的第二个参数中配置versionKey: false
mongoose总是会在保存文档时（save）触发验证，如果希望禁用这种行为，可以有两种做法：
- 在Schema的第二个参数中配置validateBeforeSave:false，这将导致使用该Schema的Model在保存时均不会触发验证
- 在调用save方法或create方法时，传入一个配置对象，配置validateBeforeSave:false，这样一来，仅针对这一次调用不进行验证。当给create方法传入配置时，为了避免歧义，需要将第一个参数设置为数组。如果是对象，可能会认为是传递的第二个对象，而可能不是配置。
  
  mongoose支持<Model>.validate(doc, [context])直接对文档进行验证，该验证是异步的。
  
  当验证失败时，抛出的错误类型是ValidationError
  
  注意：unique 在数据库中表现为唯一索引（unique index），并不属于验证的范畴，因此尽管unique约束不满足，也不会导致验证失败，最终在添加时会抛出MongoError，而不是ValidationError
<Model>.create(doc, option)等效于new <Model>(doc).save(option)
- 如果你给create传入的是多个文档，则其在内部会创建多个模型，然后循环调用它们的save方法
无论用哪一种方式，都会得到模型实例，该实例会被mongoose持续跟踪，只要对模型实例的修改都会被记录，一旦重新调用模型实例的save方法，就会把之前对模型的所有更改持久化到数据库。
新增对象时，如果遇到Schema中没有定义的字段，则会被忽略

文档查询

补充

mongoodb操作和mongoose操作对比

mongodb的备份与恢复

# 恢复
mongorestore -d <dbname> <backupDir>
mongorestore -d test ./backup/test
# 备份
mongodump -d <dbname> -o <backupDir>

mongodb 原生查询

// 根据条件、投影查询指定集合，返回游标
db.<collection>.find([filter], [projection]);

db.users.find()

返回结果

查询返回的是一个游标对象，它类似于迭代器，可以在查询结果中进行迭代

cursor的成员：

next()：游标向后移动，并返回下一个结果，如果没有结果则报错
hasNext()：判断游标是否还能向后移动，返回boolean
skip(n)：去前面的n条数据，返回**cursor**
limit(n)：取当前结果的n条数据，返回**cursor**
sort(sortObj)：按照指定的条件排序，返回**cursor** 生序 1 降序-1
count()：得到符合filter的结果数量，返回Number
size()：得到最终结果的数量，返回Number

由于某些函数会继续返回cursor，因此可以对其进行链式编程，返回cursor的函数成为了链中的一环，无论它们的调用顺序如何，始终按照下面的顺序执行：

sort -> skip -> limit

查询条件

find函数的第一个参数是查询条件filter，它的写法极其丰富，下面列举了大部分情况下我们可能使用到的写法。

// 查询所有 name="曹敏" 的用户
{
  name: "曹敏"
}

// 查询所有 loginId 以 7 结尾 并且 name 包含 敏 的用户
{
  loginId: /7$/ ,
 	name: /敏/
}

// 查询所有 loginId 以 7 结尾 或者 name 包含 敏 的用户
{
  $or: [
    {
      loginId: /7$/,
    },
    {
      name: /敏/
    },
  ],
}

// 查询所有年龄等于18 或 20 或 25 的用户
{
  age: {
    $in: [18, 20, 25]
  }
}

// 查询所有年龄不等于18 或 20 或 25 的用户
{
  age: {
    $nin: [18, 20, 25]
  }
}

// 查询所有年龄在 20~30 之间的用户
{
  age: {
    $gt: 20,
    $lt: 30
  }
}

查询中出现了一些特殊的属性，它以$开头，表达了特殊的查询含义，这些属性称之为操作符 operator

查询中的常用操作符包括：

$or：或者
$and：并且
$in：在…之中
$nin：不在…之中
$gt：大于
$gte：大于等于
$lt：小于
$lte：小于等于
$ne：不等于

练习

属性路径

投影

find中的第二个参数projection表示投影，类似于mysql中的select

它是一个对象，表达了哪些字段需要投影到查询结果中，哪些不需要

// 查询结果中仅包含 name、age，以及会自动包含的 _id
{
  name: 1,
  age: 1
}

// 查询结果不能包含 loginPwd、age，其他的都要包含
{
  loginPwd: 0,
  age: 0
}

// 查询结果中仅包含 name、age，不能包含_id
{
  name: 1,
  age: 1,
  _id: 0
}

// 错误：除了 _id 外，其他的字段不能混合编写
{
  name: 1,
  age: 0
}

mongoose 中的查询

<Model>.findById(id); // 按照id查询单条数据
<Model>.findOne(filter, projection); // 根据条件和投影查询单条数据
<Model>.find(filter, projection); // 根据条件和投影查询多条数据

findOne和find如果没有给予回调或等待，则不会真正的进行查询，而是返回一个DocumentQuery对象，可以通过DocumentQuery对象进行链式调用进一步获取结果，直到传入了回调、等待、调用exec时，才会真正执行。

链式调用中包括：

count
limit
skip
sort

差异点

count得到的是当前结果的数量
查询id时，使用字符串即可。不需要 ObjectId
projection支持字符串写法
sort支持字符串写法
populate支持关联查询

mongodb 适合读写大量数据，不适合复杂关系。不在乎数据冗余

文档更新

mongodb 原生

// 根据查询条件，更新结果中的第一篇文档，更新的内容由update参数决定，options决定更新的一些细节
db.<collection>.updateOne(filter, update, [options]);

// 根据查询条件，更新所有结果，更新的内容由update参数决定，options决定更新的一些细节
db.<collection>.updateMany(filter, update, [options]);

过滤条件

同查询一致

更新内容

第二个参数决定了更新哪些字段，它的常见写法如下：

字段操作

// 将匹配文档的 name 设置为 邓哥，address.city 设置为 哈尔滨
{
  $set: { name:"邓哥", "address.city": "哈尔滨" }
}

// 将匹配文档的 name 设置为 邓哥，并将其年龄增加2
{
  $set: { name:"邓哥" },
  $inc: { age: 2 }
}

// 将匹配文档的 name 设置为 邓哥，并将其年龄乘以2
{
  $set: { name:"邓哥" },
  $mul: { age: 2 }
}

// 将匹配文档的 name 字段修改为 fullname
{
  $rename: { name: "fullname" }
}

// 将匹配文档的 age 字段、address.province 字段 删除
{
  $unset: {age:"", "address.province":""}
}

数组操作

// 向 loves 添加一项：秋葵
// 若数组中不存在则进行添加 若存在则不进行任何操作
{
  $addToSet: {
    loves: "秋葵";
  }
}

// 向 loves 添加一项：秋葵
// 无论数组中是否存在，都必定会添加
{
  $push: {
    loves: "秋葵";
  }
}

// 向 loves 添加多项：秋葵 香菜
{
  $push: {
    loves: {
      $each: ["秋葵", "香菜"];
    }
  }
}

// 删除 loves 中满足条件的项: 是秋葵 或 香菜
{
  $pull: {
    loves: {
      $in: ["秋葵", "香菜"];
    }
  }
}

// 将所有loves中的 其他 修改为 other
// 该操作符需要配合查询条件使用
db.users.updateOne(
  {
    loves: "其他",
  },
  {
    $set: {
      "loves.$": "other",
    },
  }
);

更多的操作符见：https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/update/

其他配置

第三个参数是其他配置

upsert：默认false，若无法找到匹配项，则进行添加

mongoose

方式 1：在模型实例中进行更新，然后保存

const u = await User.findById("5ed093872e3da2b654983476");
u.address.province = "黑龙江";
u.loves.push("秋葵", "香菜");
await u.save(); // 此时会自动对比新旧文档，完成更新

方式 2：直接使用函数进行更新

<Model>.updateOne(filter, doc, [options]);
<Model>.updateMany(filter, doc, [options]);

这种方式与原生的区别：

_id可以直接使用字符串进行匹配
doc中可以省略$set，直接更改即可
默认情况下，不会触发验证，需要在options设置runValidators: true开启验证

删除文档

mongodb 原生

db.<collection>.deleteOne(filter)
db.<collection>.deleteMany(filter)

mongoose

<Model>.deleteOne(filter);
<Model>.deleteMany(filter);

索引

索引的概念

在数据库中，索引类似于一个目录，用于快速定位到具体的内容

使用索引可以显著的提高查询效率，但会增加额外的存储空间

无索引的查询：

带索引的查询：

mongodb 中的索引操作

创建索引

// 为某个集合创建索引
db.<collection>.createIndex(keys, [options]);

keys：指定索引中关联的字段，以及字段的排序方式，1 为升序，-1 为降序

// 索引关联 age 字段，按照升序排序
{
  age: 1;
}

options索引的配置
- background：默认false，建索引过程会阻塞其它数据库操作，是否以后台的形式创建索引
- unique：默认false，是否是唯一索引
- name：索引名称

在 mongodb 中，索引的存储结构是 B-树

其他索引操作

// 查看所有索引
db.<collection>.getIndexes()
// 查看集合索引占用空间
db.<collection>.totalIndexSize()
// 删除所有索引
db.<collection>.dropIndexes()
// 删除集合指定索引
db.<collection>.dropIndex("索引名称")

最佳实践

针对数据量大的集合使用索引
针对常用的查询或排序字段使用索引
尽量避免在程序运行过程中频繁创建和删除索引

mongoose 中的并发管理

当多个异步函数同时操作数据库时，就可能发生这样的情况，具体的场景往往发生在并发请求中

面对这种情况，mongoose作出以下假设：

当修改一个文档时，如果某些字段已经不再和数据库对应，说明这个字段的数据是脏数据（dirty data），对于脏数据，不应该对数据库产生影响
当修改一个文档时，如果字段和数据库是对应的，则是正常数据，正常数据可以正常的更改数据库

因此，mongoose对于上述场景的处理如下：

可以看出，对于user2的修改，name和loginId是脏数据，因此不会更新到数据库中，而age是正常数据，对它的更改会应用到数据库

然而，mongoose无法准确的判定对数组是否是脏数据，因此，如果遇到数组的修改，mongoose会做出如下处理：

当新增文档时，会自动添加字段__v，用于记录更新版本号，一开始为0
通过模型实例对数组进行修改后，保存时会在内部调用实例的increment函数，将版本号+1
当其他模型实例也更改了数组，保存时会对比版本号，如果不一致，则会引发VersionError

原理图如下：

出现错误是好事，可以提醒开发者：这一次保存的某些数据是脏数据，应该引起重视。开发者可以灵活的根据具体情况作出处理，比如提示用户保存失败，或者重新获取数据然后保存。

由于mongoose仅针对数组进行版本控制，如果要针对所有字段都进行版本控制，需要使用mongoose的插件：mongoose-update-if-current

插件地址：https://github.com/eoin-obrien/mongoose-update-if-current

该插件有一个bug，需要手动解决

使用插件后，所有的字段都将受到版本控制，一旦版本不一致，将引发VersionError

mongodb 的分布式架构

虚拟属性

new Schema({
  firstName: {
    type: String,
  },
  lastName: {
    type: String,
  },
  fullName: {
    virtual: true, // 虚拟属性，不会持久化到数据库
    get() {
      // 读取该属性时运行的函数
      return this.firstName + " " + this.lastName;
    },
  },
});

模型方法

var schema = new Schema({});
schema.methods.methodName = fn; // 添加实例方法
schema.static("methodName", fn); // 添加静态方法

Sunny

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基础概念

基本操作

schema 和 model

新增文档

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mongoose 操作

文档查询

补充

mongodb 原生查询

返回结果

查询条件

投影

mongoose 中的查询

差异点

文档更新

mongodb 原生

过滤条件

更新内容

其他配置

mongoose

删除文档

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创建索引

其他索引操作

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虚拟属性

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