MongoDB 入门篇

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1.1 数据库管理系统

　　　　在了解MongoDB之前需要先了解先数据库管理系统

1.1.1 什么是数据？

　　数据（英语：data），是指未经过处理的原始记录。

　　一般而言，数据缺乏组织及分类，无法明确的表达事物代表的意义，它可能是一堆的杂志、一大叠的报纸、数种的开会记录或是整本病人的病历纪录。数据描述事物的符号记录，是可定义为意义的实体，涉及事物的存在形式。是关于事件之一组离散且客观的事实描述，是构成讯息和知识的原始材料。

1.1.2 什么是数据库管理系统？

　　数据库管理系统（英语：database management system，缩写：DBMS）是一种针对对象数据库，为管理数据库而设计的大型电脑软件管理系统。

　　具有代表性的数据管理系统有：Oracle、Microsoft SQL Server、Access、MySQL及PostgreSQL等。通常数据库管理师会使用数据库管理系统来创建数据库系统。

　　现代DBMS使用不同的数据库模型追踪实体、属性和关系。在个人电脑、大型计算机和主机上应用最广泛的数据库管理系统是关系型DBMS（relational DBMS）。在关系型数据模型中，用二维表格表示数据库中的数据。这些表格称为关系。

　　数据库管理系统主要分为俩大类：RDBMS、NOSQL

　　关于RDBMS的更多信息参考：http://www.cnblogs.com/clsn/category/1131345.html

1.1.3 常见数据库管理系统？

常见的数据库管理系统，及其排名情况如下：

图 - 数据库管理系统使用情况世界排名

数据来源：https://db-engines.com/en/ranking

1.2 NoSQL是什么？

1.2.1 NoSQL简介

　　NoSQL是对不同于传统的关系数据库的数据库管理系统的统称。

　　两者存在许多显著的不同点，其中最重要的是NoSQL不使用SQL作为查询语言。其数据存储可以不需要固定的表格模式，也经常会避免使用SQL的JOIN操作，一般有水平可扩展性的特征。

　　NoSQL一词最早出现于1998年，是Carlo Strozzi开发的一个轻量、开源、不提供SQL功能的关系数据库。

　　2009年，Last.fm的Johan Oskarsson发起了一次关于分布式开源数据库的讨论，来自Rackspace的Eric Evans再次提出了NoSQL的概念，这时的NoSQL主要指非关系型、分布式、不提供ACID的数据库设计模式。

　　2009年在亚特兰大举行的"no:sql(east)"讨论会是一个里程碑，其口号是"select fun, profit from real_world where relational=false;"。因此，对NoSQL最普遍的解释是“非关联型的”，强调Key-Value Stores和文档数据库的优点，而不是单纯的反对RDBMS。

　　基于2014年的收入，NoSQL市场领先企业是MarkLogic，MongoDB和Datastax。基于2015年的人气排名，最受欢迎的NoSQL数据库是MongoDB，Apache Cassandra和Redis.

1.2.2 NoSQL数据库四大家族

NoSQL中的四大家族主要是：列存储、键值、图像存储、文档存储，其类型产品主要有以下这些。

存储类型	NoSQL
键值存储	最终一致性键值存储	Cassandra、Dynamo、Riak、Hibari、Virtuoso、Voldemort
	内存键值存储	Memcached、Redis、Oracle Coherence、NCache、 Hazelcast、Tuple space、Velocity
	持久化键值存储	BigTable、LevelDB、Tokyo Cabinet、Tarantool、TreapDB、Tuple space
文档存储	MongoDB、CouchDB、SimpleDB、 Terrastore 、 BaseX 、Clusterpoint 、 Riak、No2DB
图存储	FlockDB、DEX、Neo4J、AllegroGraph、InfiniteGraph、OrientDB、Pregel
列存储	Hbase、Cassandra、Hypertable

1.2.3 NoSQL的优势

　　高可扩展性、分布式计算、没有复杂的关系、低成本

　　架构灵活、半结构化数据

1.2.4 NoSQL与RDBMS对比

NoSQL

RDBMS

代表着不仅仅是SQL

没有声明性查询语言

没有预定义的模式

键 - 值对存储，列存储，文档存储，图形数据库

最终一致性，而非ACID属性

非结构化和不可预知的数据

CAP定理

高性能，高可用性和可伸缩性

高度组织化结构化数据

结构化查询语言（SQL） (SQL)

数据和关系都存储在单独的表中。

数据操纵语言，数据定义语言

严格的一致性

基础事务

1.3 MongoDB简介

1.3.1 MongoDB是什么

　　　　MongoDB并非芒果的意思，而是源于 Humongous（巨大）一词。

1.3.2 MongoDB的特性

　　MongoDB的3大技术特色如下所示：

除了上图所示的还支持：

　　二级索引、动态查询、全文搜索、聚合框架、MapReduce、GridFS、地理位置索引、内存引擎、地理分布等一系列的强大功能。

但是其也有些许的缺点，例如：

　　多表关联：仅仅支持Left Outer Join

　　SQL 语句支持：查询为主，部分支持

　　多表原子事务：不支持

　　多文档原子事务：不支持

　　16MB 文档大小限制，不支持中文排序，服务端 Javascript 性能欠佳

1.3.3 关系型数据库与mongodb对比

存储方式对比

在传统的关系型数据库中，存储方式是以表的形式存放，而在MongoDB中，以文档的形式存在。

数据库中的对应关系，及存储形式的说明

MongoDB与SQL的结构对比详解

SQL Terms/Concepts	MongoDB Terms/Concepts
database	database
table	collection
row	document or BSON document
column	field
index	index
table joins	embedded documents and linking
primary key Specify any unique column or column combination as primary key.	primary key In MongoDB, the primary key is automatically set to the _id field.
aggregation (e.g. group by)	aggregation pipeline See the SQL to Aggregation Mapping Chart.

1.3.4 MongoDB数据存储格式

JSON格式

　　JSON 数据格式与语言无关，脱胎于 JavaScript，但目前很多编程语言都支持 JSON 格式数据的生成和解析。JSON 的官方 MIME 类型是 application/json，文件扩展名是 .json。

　　MongoDB 使用JSON（JavaScript ObjectNotation）文档存储记录。

　　JSON数据库语句可以容易被解析。

　　Web 应用大量使用，NAME-VALUE 配对

BSON格式

　　BSON是由10gen开发的一个数据格式，目前主要用于MongoDB中，是MongoDB的数据存储格式。BSON基于JSON格式，选择JSON进行改造的原因主要是JSON的通用性及JSON的schemaless的特性。

　　二进制的JSON，JSON文档的二进制编码存储格式

　　BSON有JSON没有的Date和BinData

　　MongoDB中document以BSON形式存放

例如：

> db.meeting.insert({meeting:“M1 June",Date:"2018-01-06"});

1.3.5 MongoDB的优势