MongoDB 基本SQL操作

一、基本常用命令

1. 数据库相关

MongoDB中数据库和集合的创建是"惰性创建（lazy creation）策略"，只有在真正存入数据后才会持久化。

查看所有数据库 ：show dbs 或 show databases
切换/创建数据库 ：use 数据库名。若数据库不存在则自动创建，但需要后续插入数据才会真正在磁盘中生成。
查看当前数据库 ：db
删除当前数据库 ：db.dropDatabase()。此操作不可逆，需谨慎使用。

2. 集合相关

创建集合 ：db.createCollection("集合名")。你也可以在插入文档时隐式创建集合，这是更常用的方式。
查看当前数据库中的所有集合 ：show collections 或 show tables。
删除集合 ：db.集合名.drop()。此操作会永久删除整个集合及其中的所有文档

二、增删改查（CRUD）

增：插入文档

插入单个文档 ：db.集合名.insertOne({文档内容})。
sql 复制代码
```
db.users.insertOne({ name: "张三", age: 25, city: "上海" })
```
插入多个文档 ：db.集合名.insertMany([{文档1}, {文档2}])。
sql 复制代码
```
db.users.insertMany([
    { name: "李四", age: 30, city: "北京" },
    { name: "王五", age: 28, city: "深圳" }
])
```
执行后，MongoDB会自动为每个文档生成一个唯一的 _id 字段作为主键。

删：删除文档

删除匹配的第一个文档 ：db.集合名.deleteOne({条件})。
sql 复制代码
```
db.users.deleteOne({ name: "张三" })
```
删除所有匹配的文档 ：db.集合名.deleteMany({条件})。如果条件为空对象 {}，则会删除集合中的所有文档。
sql 复制代码
```
db.users.deleteMany({ age: { $lt: 25 } })  // 删除所有年龄小于25岁的用户
```

改：修改文档

更新单个文档 ：db.集合名.updateOne({筛选条件}, {更新操作})。
更新多个文档 ：db.集合名.updateMany({筛选条件}, {更新操作})。
替换整个文档 ：db.集合名.replaceOne({筛选条件}, {新文档内容})。

最常用的更新操作符 $set：只更新指定的字段，其他字段保持不变。

sql 复制代码

// 更新姓名为"李四"的文档，将其年龄改为31，并新增字段"status"
db.users.updateOne(
    { name: "李四" },
    { $set: { age: 31, status: "active" } }
)

查：查询文档

查询所有文档 ：db.集合名.find()。
查询第一个匹配的文档 ：db.集合名.findOne({条件})。
条件查询 ：在 find() 中传入筛选条件。
投影查询 ：在 find() 的第二个参数中指定返回哪些字段，1表示返回，0表示不返回（_id 默认返回）。
sql 复制代码
```
// 查询年龄为25岁的用户，只返回姓名和城市，不返回_id
db.users.find(
    { age: 25 },
    { name: 1, city: 1, _id: 0 }
)
```

三、排序 & 分页

排序：db.集合名.find().sort({字段: 1 或 -1})。1 代表升序，-1 代表降序。
sql 复制代码
```
db.users.find().sort({ age: -1 })  // 按年龄降序排列
```
分页：limit() 用于限制返回的文档数量，skip() 用于跳过指定数量的文档。
sql 复制代码
```
db.users.find().skip(0).limit(5)   // 第1页，每页5条
db.users.find().skip(5).limit(5)   // 第2页，每页5条
```
注意：skip() 方法在数据量很大时会导致性能问题，因为它需要扫描并跳过前面的所有文档，生产环境中应避免跳过大量数据。

执行顺序 ：sort() -> skip() -> limit()，无论你在代码中以何种顺序书写。

四、聚合查询

1. 语法

db.集合名.aggregate([{阶段1}, {阶段2}, ...])。聚合管道是一种数据处理方式，每个阶段都会对数据进行一次转换，然后传递给下一个阶段。

常用的管道阶段：

阶段	作用	类似SQL中的...
`$match`	筛选文档，过滤出符合条件的记录	`WHERE` 子句
`$group`	按指定字段分组，并执行聚合计算	`GROUP BY` 子句
`$sort`	排序	`ORDER BY` 子句
`$limit` / `$skip`	分页控制	`LIMIT` / `OFFSET`
`$lookup`	关联查询其他集合（左连接）	`LEFT JOIN` 操作
`$project`	指定输出文档中包含哪些字段	`SELECT` 子句中的字段列表

2. 测试

sql 复制代码

// 查询订单集合，筛选出金额大于100的订单，并按用户ID分组计算总金额
db.orders.aggregate([
    { $match: { amount: { $gt: 100 } } },          // 1. 过滤出金额大于100的订单
    { $group: { _id: "$userId", totalAmount: { $sum: "$amount" } } },  // 2. 按userId分组，求和
    { $sort: { totalAmount: -1 } }                 // 3. 按总金额降序排列
])

五、索引

1. 简介

索引是数据库中一种特殊的数据结构，用于快速定位和检索文档，可以极大地提高查询性能。它类似于书籍的目录，让你无需翻阅整本书就能找到目标内容。

2. 语法

创建索引 ：db.集合名.createIndex({字段: 排序方向})。1表示升序索引，-1表示降序索引。

sql 复制代码

db.users.createIndex({ name: 1 })        // 创建单字段索引
db.users.createIndex({ name: 1, age: -1 })  // 创建复合索引

查看索引 ：db.集合名.getIndexes()。用于查看集合上已创建的所有索引。
删除索引：
- 按名称删除：db.集合名.dropIndex("索引名称")
- 删除所有索引（保留 _id 索引）：db.集合名.dropIndexes()

3. 练习

假设有一个存储用户信息的 users 集合，你经常需要按 email 字段查询用户。你可以为 email 字段创建一个唯一索引：

sql 复制代码

db.users.createIndex({ email: 1 }, { unique: true })

这样既能加速查询，又能保证邮箱地址的唯一性。

4. 分析索引 (explain)

explain() 方法用于分析查询的执行过程，是判断查询是否使用了索引、是否存在性能瓶颈的重要工具。

sql 复制代码

db.users.find({ age: { $gt: 18 } }).explain("executionStats")

通过返回结果中的 winningPlan 和 executionStats，你可以判断查询是否使用了索引，以及扫描了多少文档。

5. 选择规则

为查询条件、排序和聚合操作中频繁出现的字段创建索引。
当多个字段经常同时出现在查询条件中时，优先创建复合索引（一个包含多个字段的索引）。
对于高基数的字段（即取值较多的字段，如邮箱地址），索引效果更好；对于取值较少的字段（如性别），索引效果有限。
可以使用 hint() 强制MongoDB使用你指定的索引。

六、权限机制

创建账号语法

在 admin 数据库中，使用 db.createUser() 方法创建用户。

sql 复制代码

db.createUser({
    user: "用户名",
    pwd: "密码",
    roles: [{ role: "角色名", db: "授权数据库" }]
})

常用的内置角色包括：

root：超级管理员角色，拥有最高权限。
readWrite：可读写指定数据库。
read：只读指定数据库。
userAdminAnyDatabase：可管理所有数据库的用户。

开启验证模式

重要：必须先创建好管理员账号，再开启身份验证，否则你将无法登录数据库！

1. 添加超级管理员账号

sql 复制代码

use admin
db.createUser({
    user: "myAdmin",
    pwd: "mySecurePassword",
    roles: [{ role: "root", db: "admin" }]
})

创建完成后，可以关闭MongoDB服务，准备以认证模式重启。

2. 卸载服务（Windows）

bash 复制代码

sc stop MongoDB     # 停止服务
sc delete MongoDB   # 删除现有服务

3. 安装需要身份验证的服务

以管理员身份运行CMD，进入 bin 目录后执行：

bash 复制代码

# mongod --install --dbpath 数据目录 --logpath 日志目录\日志名称
mongod --install --dbpath "D:\MongoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-8.2.6\data" --logpath "D:\MongoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-8.2.6\logs\mongodb.log" --auth

关键点 ：添加了 --auth 参数，表示启用身份验证。

4. 启动服务

bash 复制代码

net start MongoDB

5. 下载 MongoDB Shell

注意~MongoDB 从 6.0 版本开始，不再默认安装命令行工具 mongosh 。

下载 MongoDB Shell
- 访问 MongoDB 官方下载中心：https://www.mongodb.com/try/download/shell。
- 在 "Platform" 下拉菜单中，选择 Windows 64-bit (8.1+) (MSI)，下载 MSI 安装包。使用 MSI 安装包可以省去手动配置环境变量的步骤，更便捷。
安装 MongoDB Shell
- 运行你下载的 MSI 文件。
- 在安装向导中，当出现 "Custom Setup" 页面时，请务必点击 Browse... 按钮 ，将安装路径设置为你的 MongoDB Server 的 bin 目录，即：D:\MongoDB\mongodb-win32-x86_64-windows-8.2.6\bin。这样做的目的是将 mongosh.exe 和其他 MongoDB 工具放在一起，方便管理。
- 继续完成安装。
配置环境变量（如果安装路径不同）
- 如果你在安装时没有选择上面的路径，或者你下载的是 .zip 压缩包，则需要手动配置。在 Windows 搜索框输入"环境变量"，打开"编辑系统环境变量"。
- 在"系统属性"窗口中，点击"环境变量"。
- 在"系统变量"列表中，找到并选中 Path 变量，然后点击"编辑"。
- 在编辑窗口中，点击"新建"，然后添加 mongosh 的 bin 文件夹的完整路径（例如：C:\Program Files\mongosh\bin）。如果你在安装时没有修改路径，mongosh 的默认安装位置通常是 C:\Program Files\mongosh\bin。
- 点击"确定"保存所有窗口。
验证安装
- 重新打开一个新的命令提示符（CMD）或 PowerShell 窗口。
- 输入 mongosh --version 并回车。如果能看到版本信息，就说明安装和环境变量都配置成功了。
- 接着，输入 mongosh 并回车，即可连接到本地的 MongoDB 数据库。

6. 登录测试

不提供用户名密码直接登录：

bash 复制代码

mongosh

此时若执行 show dbs，会报权限错误，因为你未通过验证。

7. 通过超级管理员账号登录

bash 复制代码

mongosh --username myAdmin --password mySecurePassword --authenticationDatabase admin

成功登录后，就可以正常操作数据库了。

8.创建一个拥有特定数据库权限的普通用户

登录超级管理员账号后，为你的应用程序创建一个拥有特定数据库权限的普通用户：

sql 复制代码

use myAppDB
db.createUser({
    user: "appUser",
    pwd: "appPassword",
    roles: [{ role: "readWrite", db: "myAppDB" }]
})

之后，应用程序就可以使用这个受限账号连接数据库，实现安全隔离。

七、备份还原

下载MongoDB数据库工具

mongodump 和 mongorestore 是官方提供的备份与恢复工具。

下载地址 ：MongoDB官方网站的下载中心，找到 Database Tools，下载对应操作系统版本的压缩包。
使用方法 ：解压后，将 mongodump.exe 和 mongorestore.exe 等工具文件复制到MongoDB的 bin 目录下即可使用。

备份数据库 mongodump

备份时不需要停止MongoDB服务，它是一个热备份工具。

bash 复制代码

mongodump --out D:\backup\my_backup

常用参数：

--out 或 -o：指定备份文件的输出目录。
--db 或 -d：指定要备份的数据库名称。若不指定，则备份所有数据库。
--collection 或 -c：指定要备份的集合名称。
--username / --password：如果开启了身份验证，需要提供认证信息。

bash 复制代码

mongodump --username myAdmin --password mySecurePassword --authenticationDatabase admin --db myAppDB --out D:\backup\myAppDB

还原数据库 mongorestore

bash 复制代码

mongorestore --drop D:\backup\my_backup

常用参数：

--drop：在恢复前删除目标数据库中已存在的同名集合，确保恢复后的数据与备份时完全一致。
--db：指定将备份恢复到哪个数据库中。若不指定，MongoDB会根据备份文件中记录的元数据进行恢复。
--username / --password：如果目标数据库开启了身份验证，需要提供认证信息。

注意：mongodump 生成的备份文件是二进制的BSON格式，保留了数据类型和索引信息，因此推荐使用 mongorestore 进行恢复。mongoexport / mongoimport 则用于导出/导入JSON或CSV格式的数据，适用于数据迁移或与其他系统交换数据。