mongodb nosql数据库笔记

MongoDB 简介

MongoDB 是一个开源的 NoSQL 数据库，采用文档存储模型（BSON 格式，类似 JSON），支持高灵活性、水平扩展和高性能的数据操作。与传统关系型数据库（如 MySQL）不同，MongoDB 无需预定义表结构，适合处理半结构化或非结构化数据。

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MongoDB 核心特性

文档模型

数据以文档形式存储，每个文档包含键值对，嵌套结构支持复杂数据类型。示例文档：

{
  "_id": ObjectId("507f191e810c19729de860ea"),
  "name": "Alice",
  "age": 30,
  "address": {
    "city": "New York",
    "zip": "10001"
  }
}

高性能

支持索引、聚合管道和内存映射文件，读写速度快。

// 创建索引
db.users.createIndex({ name: 1 });

水平扩展（分片）

通过分片（Sharding）将数据分布到多个服务器，支持海量数据存储。

高可用性

副本集（Replica Set）提供自动故障转移和数据冗余。

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基础操作

插入数据

db.users.insertOne({
  name: "Bob",
  age: 25,
  hobbies: ["reading", "hiking"]
});

查询数据

// 查找所有年龄大于 20 的用户
db.users.find({ age: { $gt: 20 } });

// 使用聚合管道分组统计
db.users.aggregate([
  { $group: { _id: "$city", count: { $sum: 1 } } }
]);

更新数据

db.users.updateOne(
  { name: "Bob" },
  { $set: { age: 26 } }
);

删除数据

db.users.deleteOne({ name: "Alice" });

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适用场景

1. 实时分析：快速处理日志、传感器数据等时序数据。
2. 内容管理：灵活存储文章、评论等嵌套内容。
3. 物联网（IoT）：高效存储设备生成的异构数据。
4. 移动应用：支持离线同步和灵活的数据模型变更。

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不适用场景

1. 复杂事务：需跨文档强一致性时（尽管 MongoDB 4.0+ 支持多文档事务，但性能受限）。
2. 高度结构化数据：固定表结构且关系复杂的场景（如财务系统）。

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安装与工具

1. 官方下载 ：从 MongoDB官网 获取社区版。
2. 命令行工具 ：mongosh（MongoDB Shell）。
3. GUI工具：MongoDB Compass、Robo 3T。

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性能优化建议

1. 合理设计索引，避免全表扫描。
2. 使用投影（Projection）限制返回字段。
3. 分片键选择需均匀分布数据。
4. 监控慢查询日志（db.setProfilingLevel(2)）。

// 查看慢查询
db.system.profile.find().sort({ millis: -1 }).limit(10);