MongoDB学习

MongoDB 是一种流行的 NoSQL 数据库,以文档存储为核心,适用于高灵活性、高扩展性的场景。本文将从基础概念到实际应用,带你快速掌握 MongoDB 的核心操作。

1. MongoDB 简介
  • 什么是 MongoDB?
    MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库,采用 BSON(类似 JSON)格式 存储数据,支持动态 schema(无固定表结构)。
  • 核心特性
    • 文档模型:数据以键值对形式存储在文档中,类似 JSON 对象。
    • 高扩展性:支持水平扩展(分片集群)。
    • 高性能:内存映射、索引优化、聚合管道等机制提升查询效率。
    • 灵活查询:支持丰富的查询语法和聚合操作。
  • 适用场景
    • Web 应用(用户配置、日志存储)
    • 实时数据分析(如物联网传感器数据)
    • 内容管理系统(CMS)
2. 安装与基本配置
2.1 安装 MongoDB
  • Windows/Mac/Linux :从 MongoDB 官网 下载社区版安装包。
  • Docker 快速启动
bash 复制代码
docker run -d --name mongo -p 27017:27017 mongo:latest
2.2 启动服务与连接
  • 启动 MongoDB 服务:
bash 复制代码
mongod --dbpath=/data/db  # 指定数据存储路径
  • 连接 MongoDB Shell:
bash 复制代码
mongosh  # 进入交互式命令行
3. 核心概念
  • 数据库(Database):一个 MongoDB 实例可包含多个数据库。
  • 集合(Collection):相当于关系型数据库中的"表",存储一组文档。
  • 文档(Document) :数据的基本单位,格式为 BSON(如 {name: "Alice", age: 25})。
4. 基础操作(CRUD)
4.1 创建与切换数据库
bash 复制代码
use mydb  // 切换到(或创建)mydb数据库
4.2 插入文档
javascript 复制代码
// 插入单条文档
db.users.insertOne({
  name: "Alice",
  age: 30,
  hobbies: ["reading", "coding"]
});

// 批量插入
db.users.insertMany([
  {name: "Bob", age: 25},
  {name: "Charlie", age: 35}
]);
4.3 查询文档
javascript 复制代码
// 查询所有文档
db.users.find();

// 条件查询(年龄大于25)
db.users.find({age: {$gt: 25}});

// 投影查询(只返回name字段)
db.users.find({}, {name: 1});
4.4 更新文档
javascript 复制代码
// 更新单条文档(将Alice的年龄改为31)
db.users.updateOne(
  {name: "Alice"},
  {$set: {age: 31}}
);

// 更新多条文档(年龄增加1)
db.users.updateMany(
  {},
  {$inc: {age: 1}}
);
4.5 删除文档
javascript 复制代码
// 删除单条文档
db.users.deleteOne({name: "Bob"});

// 删除集合中的所有文档
db.users.deleteMany({});
5. 高级功能
5.1 索引优化
javascript 复制代码
// 创建单字段索引
db.users.createIndex({age: 1});  // 1表示升序,-1表示降序

// 查看索引
db.users.getIndexes();
5.2 聚合管道(Aggregation)
javascript 复制代码
// 统计各年龄用户数量
db.users.aggregate([
  {$group: {_id: "$age", count: {$sum: 1}}}
]);
6. 与 Python 集成(PyMongo)
6.1 安装驱动
bash 复制代码
pip install pymongo
6.2 连接与操作
python 复制代码
from pymongo import MongoClient

# 连接数据库
client = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
db = client["mydb"]
collection = db["users"]

# 插入文档
user = {"name": "David", "age": 28}
collection.insert_one(user)

# 查询文档
result = collection.find_one({"name": "David"})
print(result)  # {'_id': ObjectId('...'), 'name': 'David', 'age': 28}
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