MongoDB从入门到实战之MongoDB简介

前言

　　相信很多同学对MongoDB这个非关系型数据库都应该挺熟悉的，在一些高性能、动态扩缩容、高可用、海量数据存储、数据价值较低、高扩展的业务场景下MongoDB可能是我们的首选，因为MongoDB通常能让我们以更低的成本解决问题（包括学习、开发、运维等成本）。接下来的一个月博主将会从基础出发，编写一个关于使用MongoDB从入门到实战的相关教程，该项目后端使用的是.NET7、前端页面使用Blazor、使用MongoDB存储数据，更多相关内容大家可以看目录中的MongoDB从入门到实战的相关教程。该系列教程可作为.NET Core入门项目进行学习，感兴趣的小伙伴可以关注博主和我一起学习共同进步。

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MongoDB是什么?

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。
MongoDB 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。并且MongoDB-4.2版本开始已经支持分布式事务功能。

简而言之的话就是：MongoDB是一个文档型的NoSQL数据库，用于构建高并发、高可用和高扩展的互联网应用程序。

什么是Bson格式?

Bson是一种类Json的一种二进制形式的存储格式，简称Binary Json，它和Json一样，支持内嵌的文档对象和数组对象，但是Bson有Json没有的一些数据类型，如Date和BinData类型。

Bson可以做为网络数据交换的一种存储形式，这个有点类似于Google的Protocol Buffer，但是Bson是一种schema-less的存储形式，它的优点是灵活性高，但它的缺点是空间利用率不是很理想，Bson有三个特点：轻量性、可遍历性、高效性，

{“hello":"world"} 这是一个Bson的例子，其中"hello"是key name，它一般是cstring类型，字节表示是cstring::= (byte*) "/x00" ,其中*表示零个或多个byte字节，/x00表示结束符;后面的"world"是value值，它的类型一般是string,double,array,binarydata等类型。

MongoDB的优势

1.高性能

MongoDB提供高性能的数据持久性。对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的IO活动。

索引支持更快的查询，并且包含嵌入式文档和数组的键。

• 文本索引解决搜索的需求；
• TTL索引解决历史数据自动过期的需求；
• 地理位置索引可用于构建各种 O2O 应用；

2.高可用

MongoDB的复制工具称为副本集（reolica set），它包含提供自动故障转移和数据冗余。

3.海量数据存储

内置GridFS，支持海量存储。

4.丰富的查询支持

MongoDB支持丰富的查询语言，支持读写（CRUD）操作、比如数据聚合、文本搜索、地理空间查询等。

5.支持多种编程语言

MongoDB支持多种流行编程语言如C，C++，C# / .NET，Erlang，Haskell，Java，PHP，Python，Go等多种语言。

6、其他特点

如可拓展性强模式自由、动态模式、灵活的文档模型等。

MongoDB的劣势

• 单机可靠性比较差。
• 在集群分片中的数据分布不均匀。
• 磁盘空间占用比较大。
• 大数据量持续插入，写入性能有较大波动。

MongoDB业务应用场景

四高场景应对：

传统的关系型数据库(如MySQL，MS SQL Server)，在数据操作的四高需求以及应对Web2.0的网站需求面前显得力不从心，而MongoDB可更好的应对四高需求：

• High performance(高性能)：对数据库高并发读写的需求。
• Huge Storage(海量存储)：对海量数据的高效率存储和访问的需求。
• High Scalability && High Availability(高可扩展性和高可用性)：对数据库的高可扩展性和高可用性的需求。

具体应用场景：

• 游戏应用：使用MongoDB作为游戏服务器的数据库存储用户信息。用户的游戏装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储，方便进行查询与更新。
• 物流应用：使用MongoDB存储订单信息，订单状态在运送过程中会不断更新，以MongoDB内嵌数组的形式来存储，一次查询就能将订单所有的变更读取出来，方便快捷且一目了然。
• 社交应用：使用MongoDB存储用户信息以及用户发表的朋友圈信息，通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能。并且MongoDB非常适合用来存储聊天记录，因为它提供了非常丰富的查询，并在写入和读取方面都相对较快。
• 视频直播：使用MongoDB存储用户信息、礼物信息等。
• 大数据应用：使用MongoDB作为大数据的云存储系统，随时进行数据提取分析，掌握行业动态。

这些应用场景中，数据操作方面的共同特点是：

对于下面的这些数据，我们更适合使用 MongoDB来实现数据的存储：

• 数据量大。
• 读写操作频繁。
• 价值较低的数据，对事务性要求不高。

MongoDB语言支持

MongoDB有官方的驱动如下：

• C
• C++
• C# / .NET
• Go
• Erlang
• Haskell
• Java
• JavaScript
• Lisp
• node.JS
• Perl
• PHP
• Python
• Ruby
• Scala

MongoDB发展史

• MongoDB 最初由一个名为 10gen 的组织在 2007 年开发的，并在 2009 年 2 月发布了 MongoDB 1.0 版本，其中提供了大部分基本的查询功能。
• 2009 年 12 月发布了 MongoDB 1.2 版本，其中引入了 map-reduce（一种编程模型，用于大规模数据集（大于 1TB）的并行运算），让 MongoDB 拥有了支持大规模数据处理的能力。
• 2010 年 3 月发布了 MongoDB 1.4 版本，该版本中引入了创建后台索引的功能。
• 2010 年 8 月发布了 MongoDB 1.6 版本，该版本种引入了一些主要特性，比如用于水平伸缩的分片、具备自动故障转移能力的副本集以及对 IPv6 的支持。
• 2012 年 8 月发布了 MongoDB 2.2 版本，该版本引入了聚合管道功能，可以将多个数据处理步骤组合成一个操作链。
• 2013 年 3 月发布了 MongoDB 2.4 版本，并在 Mongo Shell（一个与 MongoDB 交互的组件）中引入了文本搜索和谷歌的 V8 JS 引擎等增强功能。另外，还发布了 MongoDB 的企业版，企业版中另外提供了监控和安全集成等附加功能。
• 2015 年 3 月发布了 MongoDB 3.0 版本，该版本中引入了新的 WiredTiger 存储引擎、可插拔存储引擎 API 并增加了 50 个副本集限制和安全改进。同年晚些时候又发布了 MongoDB 3.2 版本，该版本增加了文档验证、部分索引的功能。
• 2017 年 11 月发布了 MongoDB 3.6 版本，该版本为多集合连接查询、变更流和使用 JSON 模式进行文档验证提供了更好的支持。MongoDB 3.6 是微软 Azure CosmosDB（截止到 2020 年 8 月）能够支持的最新版本。
• 2018 年 6 月发布了 MongoDB 4.0 版本，该版本提供了跨文档处理事务的能力。
• 2019 年 8 月发布了 MongoDB 4.2 版本，该版本中引入分布式事务处理的能力。

参考文章

https://www.mongodb.com/docs/drivers/