MongoDB

一、MongoDB简介

1. 文章评论数据分析

　文章评论两项功能存在以下特点：

1. 数据量大
2. 写入操作频繁
3. 价值较低

　对于这样的数据，我们更适合使用MongoDB来实现数据的存储

2. 什么是MongoDB

　MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。 MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。

3. MongoDB特点

　Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

　它的特点是高性能、易部署、易使用，存储数据非常方便。主要功能特性有：

1. 面向集合存储，易存储对象类型的数据。
2. 模式自由。
3. 支持动态查询。
4. 支持完全索引，包含内部对象。
5. 支持查询。
6. 支持复制和故障恢复。
7. 使用高效的二进制数据存储，包括大型对象（如视频等）。
8. 自动处理碎片，以支持云计算层次的扩展性。
9. 支持RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。
10. 文件存储格式为BSON（一种JSON的扩展）。

4. MongoDB体系结构

　MongoDB 的逻辑结构是一种层次结构。主要由：文档(document)、集合(collection)、数据库(database)这三部分组成的。逻辑结构是面向用户的，用户使用 MongoDB 开发应用程序使用的就是逻辑结构。

1. MongoDB 的文档（document），相当于关系数据库中的一行记录。
2. 多个文档组成一个集合（collection），相当于关系数据库的表。
3. 多个集合（collection），逻辑上组织在一起，就是数据库（database）。
4. 一个 MongoDB 实例支持多个数据库（database）。

　文档(document)、集合(collection)、数据库(database)的层次结构如下图：

　　

　

5. MongoDB数据类型

　

　特殊说明：

1. 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

2. 时间戳

   BSON 有一个特殊的时间戳类型，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（1970年1月1日）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。

3. 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。

 

二、MongoDB基本使用

1. window系统MongoDB安装

• 安装

  安装资料中的mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-3.2.10-signed.msi 按照提示步骤安装即可。安装完成后，软件会安装在C:\Program Files\MongoDB 目录中

　　　我们要启动的服务程序就是C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin目录下的mongod.exe，为了方便我们每次启动，我们可以像配置jdk一样，将C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin 设置到环境变量path中。

• 启动

1. 创建一个文件夹d:\data，用于存放数据的目录data
2. 打开命令行窗口，执行以下命令

mongod --dbpath=D:\data

　　　我们在启动信息中可以看到，mongoDB的默认端口是27017，如果我们想改变默认的启动端口，可以通过--port来指定端口，例如

mongod --dbpath=D:\data -port 8989

• 登录

　　　再打开一个新的命令行窗口，执行以下命令：（）

mongo 127.0.0.1:27017 　　

　　　以上命令中，如果ip是本地服务，端口号是27017，则后面的127.0.0.1:27017可以省略

• 退出

exit

2. Docker 环境下MongoDB安装

　在Linux虚拟机中创建mongo容器，命令如下：

docker run -id --name mongo -p 27017:27017 mongo

　在Window命令行窗口出入登录命令：

mongo 192.168.200.128

3. 常用命令

　3.1 选择和创建数据库

　　选择和创建数据库的语法格式：

use 数据库名称

　　如果数据库存在则选择该数据库，如果数据库不存在则自动创建。以下语句创建commentdb数据库：

use commentdb

　　查看数据库：

show dbs

　　查看集合,需要先选择数据库之后，才能查看该数据库的集合：

show collections

　3.2 插入与查询文档

　　选择数据库后，使用集合来对文档进行操作，插入文档语法格式：

db.集合名称.insert(数据);

　　插入以下测试数据：

db.comment.insert({content:"十次方课程",userid:"1011"})

　　查询集合的语法格式：

db.集合名称.find()

　　查询spit集合的所有文档，输入以下命令：

db.comment.find()

　　发现文档会有一个叫_id的字段，这个相当于我们原来关系数据库中表的主键，当你在插入文档记录时没有指定该字段，MongoDB会自动创建，其类型是ObjectID类型。如果我们在插入文档记录时指定该字段也可以，其类型可以是ObjectID类型，也可以是MongoDB支持的任意类型。

　　输入以下测试语句:

db.comment.insert({_id:"1",content:"到底为啥出错",userid:"1012",thumbup:2020});
db.comment.insert({_id:"2",content:"加班到半夜",userid:"1013",thumbup:1023});
db.comment.insert({_id:"3",content:"手机流量超了咋办",userid:"1013",thumbup:111});
db.comment.insert({_id:"4",content:"坚持就是胜利",userid:"1014",thumbup:1223});

　　按一定条件来查询，比如查询userid为1013的记录，只要在find()中添加参数即可，参数也是json格式，如下：

db.comment.find({userid:'1013'})

　　只需要返回符合条件的第一条数据，我们可以使用findOne命令来实现：

db.comment.findOne({userid:'1013'})

　　返回指定条数的记录，可以在find方法后调用limit来返回结果，例如：

db.comment.find().limit(2)

　3.3 修改与删除文档

　　修改文档的语法结构：

db.集合名称.update(条件,修改后的数据)

　　修改_id为1的记录，点赞数为1000，输入以下语句：

db.comment.update({_id:"1"},{thumbup:1000})

　　执行后发现，这条文档除了thumbup字段其它字段都不见了。

　　为了解决这个问题，我们需要使用修改器$set来实现，命令如下：

db.comment.update({_id:"2"},{$set:{thumbup:2000}})

　　删除文档的语法结构：

db.集合名称.remove(条件)

　　以下语句可以将数据全部删除，慎用~

db.comment.remove({})

　　删除条件可以放到大括号中，例如删除thumbup为1000的数据，输入以下语句：

db.comment.remove({thumbup:1000})

　3.4 统计条数

　　统计记录条件使用count()方法。以下语句统计spit集合的记录数：

db.comment.count()

　　按条件统计 ，例如统计userid为1013的记录条数：

db.comment.count({userid:"1013"})

　3.5 模糊查询

　　MongoDB的模糊查询是通过正则表达式的方式实现的。格式为：

/模糊查询字符串/

　　查询评论内容包含“流量”的所有文档，代码如下：

db.comment.find({content:/流量/})

　　查询评论内容中以“加班”开头的，代码如下：

db.comment.find({content:/^加班/})

　3.6 大于 小于 不等于

　　<, <=, >, >= 这个操作符也是很常用的，格式如下:

db.集合名称.find({ "field" : { $gt: value }}) // 大于: field > value
db.集合名称.find({ "field" : { $lt: value }}) // 小于: field < value
db.集合名称.find({ "field" : { $gte: value }}) // 大于等于: field >= value
db.集合名称.find({ "field" : { $lte: value }}) // 小于等于: field <= value
db.集合名称.find({ "field" : { $ne: value }}) // 不等于: field != value

　　查询评论点赞数大于1000的记录：

db.comment.find({thumbup:{$gt:1000}})

　3.7 包含与不包含

　　包含使用$in操作符

　　查询评论集合中userid字段包含1013和1014的文档：

db.comment.find({userid:{$in:["1013","1014"]}})

　　不包含使用$nin操作符

　　查询评论集合中userid字段不包含1013和1014的文档：

db.comment.find({userid:{$nin:["1013","1014"]}})

　3.8 条件连接

　　我们如果需要查询同时满足两个以上条件，需要使用$and操作符将条件进行关联（相当于SQL的and）。格式为：

$and:[ {条件},{条件},{条件} ]

　　查询评论集合中thumbup大于等于1000 并且小于2000的文档：

db.comment.find({$and:[ {thumbup:{$gte:1000}} ,{thumbup:{$lt:2000} }]})

　　如果两个以上条件之间是或者的关系，我们使用操作符进行关联，与前面and的使用方式相同，格式为：

$or:[ {条件},{条件},{条件} ]

　　查询评论集合中userid为1013，或者点赞数小于2000的文档记录：

db.comment.find({$or:[ {userid:"1013"} ,{thumbup:{$lt:2000} }]})

　3.9 列值增长

　　对某列值在原有值的基础上进行增加或减少，可以使用$inc运算符：

db.comment.update({_id:"2"},{$inc:{thumbup:1}})

4. 可视化工具robomongo

　Mongodb有很多可视化工具，这里我们使用robomongo，可以访问官网：https://robomongo.org/

　　 

　我们可以看到有两个版本Studio 3T和Robo 3T

　Studio 3T是一个功能很强大的收费版。。。

　Robo 3T前身就是Robomongo，是一个免费的可视化工具，我们使用他可以很轻松的进行Mongodb的管理。

　在资料中找到robo3t-1.3.1-windows-x86_64-7419c406.exe并双击安装。打开后看到以下界面：

　　

　点击Create创建连接，进行如下配置即可：

　　

三、mongodb-driver使用

mongodb-driver是mongo官方推出的java连接mongoDB的驱动包，相当于JDBC驱动。我们现在来使用mongodb-driver完成对Mongodb的操作。

1. 环境准备

　创建工程，并添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>mongodb-driver</artifactId>
    <version>3.10.1</version>
</dependency>

2. 使用mongodb-driver

　2.1 查询所有

@Test
public void test1() {
    //创建连接
    MongoClient client = new MongoClient("192.168.200.128");
    //打开数据库
    MongoDatabase commentdb = client.getDatabase("commentdb");
    //获取集合
    MongoCollection<Document> comment = commentdb.getCollection("comment");
​
    //查询
    FindIterable<Document> documents = comment.find();
​
    //查询记录获取文档集合
    for (Document document : documents) {
        System.out.println("_id：" + document.get("_id"));
        System.out.println("内容：" + document.get("content"));
        System.out.println("用户ID:" + document.get("userid"));
        System.out.println("点赞数：" + document.get("thumbup"));
    }
    //关闭连接
    client.close();
}

　2.2 根据_id查询

　　每次使用都要用到MongoCollection，进行抽取：

private MongoClient client;
private MongoCollection<Document> comment;
​
@Before
public void init() {
    //创建连接
    client = new MongoClient("192.168.200.128");
    //打开数据库
    MongoDatabase commentdb = client.getDatabase("commentdb");
    //获取集合
    comment = commentdb.getCollection("comment");
}
​
@After
public void after() {
    client.close();
}

　　测试根据_id查询：

@Test
public void test2() {
    //查询
    FindIterable<Document> documents = comment.find(new BasicDBObject("_id", "1"));
​
    //查询记录获取文档集合
    for (Document document : documents) {
        System.out.println("_id：" + document.get("_id"));
        System.out.println("内容：" + document.get("content"));
        System.out.println("用户ID:" + document.get("userid"));
        System.out.println("点赞数：" + document.get("thumbup"));
    }
}

　2.3 新增

@Test
public void test3() {
    Map<String, Object> map = new HashMap();
    map.put("_id", "6");
    map.put("content", "很棒！");
    map.put("userid", "9999");
    map.put("thumbup", 123);
​
    Document document = new Document(map);
​
    comment.insertOne(document);
}

　2.4 修改

@Test
public void test4() {
    //修改的条件
    Bson filter = new BasicDBObject("_id", "6");
    //修改的数据
    Bson update = new BasicDBObject("$set", new Document("userid", "8888"));
​
    comment.updateOne(filter, update);
}

　2.5 删除

@Test
public void test5() {
    //删除的条件
    Bson filter = new BasicDBObject("_id", "6");
​
    comment.deleteOne(filter);
}