非关系型数据库（1）---MongoDB

目录

1.MongoDB

1.MongoDB的特点

2.MongoDB的应用场景

3.MongoDB与MySQL的比较

2.数据库操作

[1. 创建数据库](#1. 创建数据库)

[2. 切换数据库](#2. 切换数据库)

[3. 查看所有数据库](#3. 查看所有数据库)

[4. 查看当前数据库](#4. 查看当前数据库)

[5. 删除数据库](#5. 删除数据库)

[6. 查看数据库统计信息](#6. 查看数据库统计信息)

[7. 备份数据库](#7. 备份数据库)

[8. 恢复数据库](#8. 恢复数据库)

[9. 创建用户和授权](#9. 创建用户和授权)

[10. 删除用户](#10. 删除用户)

[11. 查看用户列表](#11. 查看用户列表)

3.集合和文档操作

[1. 创建集合](#1. 创建集合)

[2. 删除集合](#2. 删除集合)

[3. 重命名集合](#3. 重命名集合)

[4. 查看所有集合](#4. 查看所有集合)

[5. 插入文档](#5. 插入文档)

[6. 查询文档](#6. 查询文档)

[7. 更新文档](#7. 更新文档)

[8. 删除文档](#8. 删除文档)

[9. 创建索引](#9. 创建索引)

[10. 删除索引](#10. 删除索引)

[11. 查看索引](#11. 查看索引)

[12. 计数文档](#12. 计数文档)

[13. distinct操作](#13. distinct操作)

[14. aggregate聚合](#14. aggregate聚合)

[15. findAndModify](#15. findAndModify)

[16. bulkWrite](#16. bulkWrite)

4.查询操作

基本查询操作

条件查询操作

聚合查询操作

高级查询技巧

5.SpringBoot集成MongoDB

---

1.MongoDB

MongoDB是一个基于文档的NoSQL数据库，它使用JSON-like的BSON格式来存储数据。MongoDB的设计旨在提供高性能、高可用性和易于扩展的特点，特别适合处理大量数据和高并发的数据访问需求。

1.MongoDB的特点

• 文档存储：数据存储在类似JSON的文档中，每个文档都可以有不同的字段和结构。
• 动态模式：不需要预先定义数据结构，可以根据需要动态添加字段。
• 高可用性：支持自动故障转移和复制集，确保数据的持久性和可用性。
• 水平扩展：通过分片技术，可以在多个服务器上分布数据，实现水平扩展。
• 丰富的查询语言：支持丰富的查询操作，包括聚合、索引、文本搜索等。

2.MongoDB的应用场景

• 大数据处理：适合处理大规模数据集，如日志分析、实时数据监控等。
• 实时应用：适用于需要快速读写操作的应用，如社交网络、实时聊天应用等。
• 内容管理：适合存储和检索非结构化数据，如博客、文章、媒体内容等。
• 物联网（IoT）：处理来自大量设备的传感器数据。

3.MongoDB与MySQL的比较

• 数据模型：MySQL使用关系型数据模型，而MongoDB使用文档型数据模型。
• 查询语言：MySQL使用SQL，而MongoDB使用自己的查询语言。
• 扩展性：MongoDB支持水平扩展，而MySQL更适合垂直扩展。
• 事务处理：MySQL支持复杂的事务处理，而MongoDB在4.0版本后开始支持多文档事务。

2.数据库操作

MongoDB对数据库本身的操作

在MongoDB中，对数据库本身的操作包括创建数据库、切换数据库、删除数据库以及查看数据库信息等。以下是一些常用的命令行操作：

1. 创建数据库

在MongoDB中，数据库是通过使用use命令切换到不存在的数据库来创建的。当你第一次存储数据时，数据库和集合会被自动创建。

use newDatabaseName

2. 切换数据库

使用use命令可以切换到已经存在的数据库。如果数据库不存在，则会创建一个新的数据库。

use existingDatabaseName

3. 查看所有数据库

使用show dbs命令可以查看当前MongoDB实例中的所有数据库。

show dbs

4. 查看当前数据库

使用db命令可以查看当前操作的数据库。

db

5. 删除数据库

使用db.dropDatabase()命令可以删除当前数据库。这个操作会删除数据库中的所有集合、文档和索引。

db.dropDatabase()

6. 查看数据库统计信息

使用db.stats()命令可以查看当前数据库的统计信息，例如数据大小、索引大小、文档数量等。

db.stats()

7. 备份数据库

使用mongodump工具可以备份MongoDB数据库。以下是一个基本的备份命令：

mongodump --db databaseName --out backupDirectory

8. 恢复数据库

使用mongorestore工具可以恢复MongoDB数据库。以下是一个基本的恢复命令：

mongorestore --db databaseName backupDirectory

9. 创建用户和授权

在MongoDB中，你可以创建用户并对数据库进行授权。以下是一些基本的用户和权限管理命令：

use admin
db.createUser({
  user: "username",
  pwd: "password",
  roles: [{ role: "readWrite", db: "databaseName" }]
})

10. 删除用户

使用db.dropUser()命令可以删除数据库中的用户。

db.dropUser("username")

11. 查看用户列表

使用show users命令可以查看当前数据库中的用户列表。

show users

3.集合和文档操作

1. 创建集合

使用db.createCollection()命令可以显式创建一个集合。

db.createCollection("collectionName")

2. 删除集合

使用db.collection.drop()命令可以删除一个集合及其所有文档。

db.collectionName.drop()

3. 重命名集合

使用db.collection.renameCollection()命令可以重命名一个集合。

db.collectionName.renameCollection("newCollectionName")

4. 查看所有集合

使用show collections或db.getCollectionNames()命令可以查看当前数据库中的所有集合。

show collections

或

db.getCollectionNames()

5. 插入文档

使用db.collection.insert()命令可以在集合中插入一个或多个文档。

db.collectionName.insert({key: "value"})

6. 查询文档

使用db.collection.find()命令可以查询集合中的文档。

db.collectionName.find({key: "value"})

7. 更新文档

使用db.collection.update()命令可以更新集合中的文档。

db.collectionName.update({key: "value"}, {$set: {key: "newValue"}})

8. 删除文档

使用db.collection.remove()命令可以删除集合中的文档。

db.collectionName.remove({key: "value"})

9. 创建索引

使用db.collection.createIndex()命令可以为集合创建索引。

db.collectionName.createIndex({key: 1})

10. 删除索引

使用db.collection.dropIndex()命令可以删除集合中的索引。

db.collectionName.dropIndex({key: 1})

11. 查看索引

使用db.collection.getIndexes()命令可以查看集合中的所有索引。

db.collectionName.getIndexes()

12. 计数文档

使用db.collection.count()命令可以计算集合中的文档数量。

db.collectionName.count()

13. distinct操作

使用db.collection.distinct()命令可以返回集合中指定键的不同值。

db.collectionName.distinct("key")

14. aggregate聚合

使用db.collection.aggregate()命令可以进行复杂的聚合操作。

db.collectionName.aggregate([{$match: {key: "value"}}, {$group: {_id: "$key", count: {$sum: 1}} }])

15. findAndModify

使用db.collection.findAndModify()命令可以原子性地查找并修改文档。

db.collectionName.findAndModify({
  query: {key: "value"},
  update: {$set: {key: "newValue"}},
  new: true
})

16. bulkWrite

使用db.collection.bulkWrite()命令可以执行批量写入操作，包括插入、更新和删除。

db.collectionName.bulkWrite([
  {insertOne: {document: {key: "value"}}},
  {updateOne: {filter: {key: "value"}, update: {$set: {key: "newValue"}}, upsert: true}},
  {deleteOne: {filter: {key: "value"}}}
])

4.查询操作

基本查询操作

• 查找所有文档 ：使用find()方法可以查找集合中的所有文档。例如，db.collection.find()。
• 查找特定文档 ：通过在find()方法中指定查询条件，可以查找满足条件的特定文档。例如，db.collection.find({ field: "value" })。
• 返回特定字段 ：可以使用投影（projection）来指定返回的字段。例如，db.collection.find({ field: "value" }, { field1: 1, field2: 1 })。

条件查询操作

• 比较操作符 ：如$eq（等于）、$ne（不等于）、$gt（大于）等。例如，db.collection.find({ field: {$gt: 10 } })。
• 逻辑操作符 ：包括$and、$or、$not和$nor。例如，db.collection.find({ $or: [{ field1: "value1" }, { field2: "value2" }] })。
• 元素操作符 ：如$exists和$type，用于查询包含特定字段或类型的文档。例如，db.collection.find({ field: { $exists: true } })。
• 数组操作符 ：如$in、$nin、$all，用于查询数组字段。例如，db.collection.find({ arrayField: {$in: [1, 2, 3] } })。
• 正则表达式 ：用于模糊查询。例如，db.collection.find({ field: { $regex: "pattern" } })。

聚合查询操作

• 基本聚合管道 ：聚合管道由多个阶段组成，每个阶段对数据进行处理。例如，db.collection.aggregate([ { $match: { field: "value" } }, {$group: { _id: "$field", total: {$sum: "$anotherField" } } } ])。
• 常用聚合操作符 ：如$match、$group、$project、$sort、$limit、$skip等。
• 聚合表达式 ：如$sum、$avg、$min、$max等，用于在聚合阶段进行计算。

高级查询技巧

• 使用索引：合理使用索引可以显著提高查询性能。
• 查询优化 ：使用explain()方法分析查询性能。
• 分页查询 ：使用limit()和skip()方法进行分页查询。
• 地理空间查询：使用地理空间索引和操作符进行地理位置查询

5.SpringBoot集成MongoDB

1. 保存操作：

   • save(T entity)：保存单个实体。
   • saveAll(Iterable<T> entities)：保存多个实体。

2. 查找操作：

   • findById(ID id)：根据ID查找实体。
   • findById(ID id, Class<T> type)：根据ID查找实体，并指定返回类型。
   • findAll()：查找所有实体。
   • findAll(Iterable<ID> ids)：根据ID列表查找多个实体。
   • findAll(Sort sort)：查找所有实体并排序。
   • findAll(Example<T> example)：根据示例查找实体。
   • findAll(Example<T> example, Sort sort)：根据示例查找实体并排序。

3. 删除操作：

   • deleteById(ID id)：根据ID删除实体。
   • delete(T entity)：删除单个实体。
   • deleteAll(Iterable<? extends T> entities)：删除多个实体。
   • deleteAll()：删除所有实体。

4. 更新操作：

   • save(T entity)：保存或更新实体（如果实体已存在，则更新；如果不存在，则保存）。

5. 计数操作：

   • count()：计算所有实体的数量。
   • count(Example<T> example)：根据示例计算实体的数量。

6. 存在性检查：

   • existsById(ID id)：检查ID对应的实体是否存在。

7. 自定义查询：

   • 可以通过在MongoRepository接口中定义方法并使用MongoDB的查询注解（如@Query）来执行自定义查询。

8. 分页和排序：

   • findAll(Pageable pageable)：分页查询所有实体。
   • findAll(Sort sort)：排序查询所有实体。

9. 聚合操作：

   • 使用Aggregation类来执行复杂的聚合操作，如分组、过滤、转换等。

10. 地理空间操作：

    • 如果实体包含地理空间数据，可以使用地理空间查询方法，如near、within等。

11. 事务管理：

    • 使用@Transactional注解来管理事务。

12. 索引管理：

    • 使用@Indexed注解来定义索引。