MongoDB安装、基础操作和聚合实例详解

虽然MongoDB这些年很流行，但笔者之前没研究过，现在有需求研究这类NoSQL的数据库，是为了验证其是否可被替换。

MongoDB是很轻量的文档数据库，简单测试也懒得专门准备虚拟机环境了，直接在macOS上安装测试下其基础功能。

• 1.使用 Homebrew 安装 MongoDB
• 2.启动/停止 MongoDB 服务
• 3.启动 MongoDB Shell
• 4.体验 MongoDB 基本操作
• 5.体验 MongoDB 聚合操作

1. 使用 Homebrew 安装 MongoDB

# 添加 MongoDB 存储库
brew tap mongodb/brew

# 安装 MongoDB 社区版
brew install mongodb-community

2. 启动/停止 MongoDB 服务

# 启动 MongoDB 服务
brew services start mongodb/brew/mongodb-community

# 停止 MongoDB 服务(这个当然要等我们体验测试完成后才停..)
brew services stop mongodb/brew/mongodb-community

3. 启动 MongoDB Shell

# 打开 MongoDB 的交互式 Shell
mongosh

在mongosh登录到MongoDB时可以看到，笔者这里安装的是7.0.12版本的MongoDB，使用默认端口27017:

jingyuzhao@jingyuzhao-mac ~ % mongosh
Current Mongosh Log ID:	668ce3d3012a1d349d3a46b3
Connecting to:		mongodb://127.0.0.1:27017/?directConnection=true&serverSelectionTimeoutMS=2000&appName=mongosh+2.2.10
Using MongoDB:		7.0.12
Using Mongosh:		2.2.10

For mongosh info see: https://docs.mongodb.com/mongodb-shell/

------
   The server generated these startup warnings when booting
   2024-07-09T15:09:54.021+08:00: Access control is not enabled for the database. Read and write access to data and configuration is unrestricted
------

test>

4. 体验MongoDB基本操作

下面进行一些基本的 MongoDB 操作示例：

1）创建数据库和集合：

-- 切换到要使用的数据库（如果不存在则会自动创建）
use mydb

-- 创建集合
db.createCollection("myCollection")

2）插入文档：

-- 插入单个文档：
db.myCollection.insertOne({ name: "Alfred", age: 34 })

-- 插入多个文档：
db.myCollection.insertMany([
  { name: "Mcdull", age: 33 },
  { name: "Sally", age: 4 }
])

3）查询文档：

-- 查询所有文档：
db.myCollection.find()

-- 查询满足条件的文档：
db.myCollection.find({ age: { $gt: 25 } })

4）更新文档：

-- 更新单个文档：
db.myCollection.updateOne({ name: "Alfred" }, { $set: { age: 29 } })

-- 更新多个文档：
db.myCollection.updateMany({ age: { $lt: 35 } }, { $set: { status: "Active" } })

5）删除文档：

-- 删除单个文档，name值为'Sally'的记录：
db.myCollection.deleteOne({ name: "Sally" })

-- 删除多个文档，status值为'Active'的记录：
db.myCollection.deleteMany({ status: "Active" })

5. 体验MongoDB聚合操作

1）创建测试用例

-- 删除 sales 集合
db.sales.drop()

-- 创建 sales 集合并插入示例文档
db.sales.insertMany([
  {
    "order_id": 1001,
    "product": "Laptop",
    "quantity": 2,
    "unit_price": 1200,
    "customer": "Alice",
    "order_date": ISODate("2024-06-07T08:30:00Z")
  },
  {
    "order_id": 1002,
    "product": "Monitor",
    "quantity": 1,
    "unit_price": 500,
    "customer": "Bob",
    "order_date": ISODate("2024-06-10T10:15:00Z")
  },
  {
    "order_id": 1003,
    "product": "Keyboard",
    "quantity": 3,
    "unit_price": 50,
    "customer": "Alice",
    "order_date": ISODate("2024-06-15T14:45:00Z")
  },
  {
    "order_id": 1004,
    "product": "Mouse",
    "quantity": 5,
    "unit_price": 20,
    "customer": "Charlie",
    "order_date": ISODate("2024-07-09T09:30:00Z")
  }
])

查询这个集合结果：

db.sales.find()

mydb> db.sales.find()
[
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175646'),
    order_id: 1001,
    product: 'Laptop',
    quantity: 2,
    unit_price: 1200,
    customer: 'Alice',
    order_date: ISODate('2024-06-07T08:30:00.000Z')
  },
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175647'),
    order_id: 1002,
    product: 'Monitor',
    quantity: 1,
    unit_price: 500,
    customer: 'Bob',
    order_date: ISODate('2024-06-10T10:15:00.000Z')
  },
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175648'),
    order_id: 1003,
    product: 'Keyboard',
    quantity: 3,
    unit_price: 50,
    customer: 'Alice',
    order_date: ISODate('2024-06-15T14:45:00.000Z')
  },
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175649'),
    order_id: 1004,
    product: 'Mouse',
    quantity: 5,
    unit_price: 20,
    customer: 'Charlie',
    order_date: ISODate('2024-07-09T09:30:00.000Z')
  }
]
mydb>

2）执行聚合操作

示例 1: 计算每个客户的总销售额和订单数量

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: "$customer",
      totalSales: { $sum: { $multiply: ["$quantity", "$unit_price"] } },
      totalOrders: { $sum: 1 }
    }
  },
  { $sort: { totalSales: -1 } } // 按总销售额降序排序
])

查询结果：【计算每个客户的总销售额和订单数量】

[
  { _id: 'Alice', totalSales: 2550, totalOrders: 2 },
  { _id: 'Bob', totalSales: 500, totalOrders: 1 },
  { _id: 'Charlie', totalSales: 100, totalOrders: 1 }
]

示例 2: 查找每种产品的平均销售价格和销售数量

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: "$product",
      avgPrice: { $avg: "$unit_price" },
      totalQuantity: { $sum: "$quantity" }
    }
  },
  { $sort: { _id: 1 } } // 按产品名称升序排序
])

查询结果：【查找每种产品的平均销售价格和销售数量】

[
  { _id: 'Keyboard', avgPrice: 50, totalQuantity: 3 },
  { _id: 'Laptop', avgPrice: 1200, totalQuantity: 2 },
  { _id: 'Monitor', avgPrice: 500, totalQuantity: 1 },
  { _id: 'Mouse', avgPrice: 20, totalQuantity: 5 }
]

示例 3: 筛选特定日期范围内的销售订单并投影字段

db.sales.aggregate([
  {
    $match: {
      order_date: {
        $gte: ISODate("2024-06-01"),
        $lte: ISODate("2024-06-30")
      }
    }
  },
  {
    $project: {
      order_id: 1,
      product: 1,
      quantity: 1,
      totalAmount: { $multiply: ["$quantity", "$unit_price"] }
    }
  }
])

查询结果：【筛选特定日期范围内的销售订单并投影字段】

[
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175646'),
    order_id: 1001,
    product: 'Laptop',
    quantity: 2,
    totalAmount: 2400
  },
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175647'),
    order_id: 1002,
    product: 'Monitor',
    quantity: 1,
    totalAmount: 500
  },
  {
    _id: ObjectId('668cf766749a72317b175648'),
    order_id: 1003,
    product: 'Keyboard',
    quantity: 3,
    totalAmount: 150
  }
]

至此，我们学习了如何安装、启动和停止 MongoDB，并通过 MongoDB Shell 执行基础的 CRUD 操作（创建、查询、更新和删除文档），同时探索了 MongoDB 的聚合操作，用于实现复杂的数据分析。后续，会继续研究关于Oracle 23ai在JSON这方面的能力表现。