MongoDB中的基础概念：Databases、Collections、Documents

MongoDB以BSON格式的文档（Documents）形式存储。Databases中包含集合（Collections），集合（Collections）中存储文档（Documents）。

BSON是一个二进制形式的JSON文档，它比JSON包含更多的数据类型。对于BSON规格，可参见bsonspec.org，也可参考BSON类型。

Databases

在MongoDB中，databases保存文档（Documents）的集合（Collections）。

在Mongo Shell中，通过使用use <db>命令来选中database，就像下面的例子：

use myDB

创建Database

如果database不存在，MongoDB会在第一次为database存储数据的时候创建。因此，你可以直接切换到一个不存在的数据库，然后执行下面的语句：

use myNewDB

db.myNewCollection1.insert( { x: 1 } )

insert()操作会创建名为myNewDB的database和名为myNewCollection1的collection（如果他们不存在的话）。

Collections

MongoDB在collections中存储文档（documents）。Collections类似于关系型数据库中的表（tables）。

创建Collection

如果collection不存在，MongoDB会在第一次为collection存储数据的时候创建。

db.myNewCollection2.insert( { x: 1 } )
db.myNewCollection3.createIndex( { y: 1 } )

无论是insert()还是createIndex()操作，都会创建它们各自指定的收集，如果他们不存在的话。

显式创建

MongoDB提供db.createCollection()方法来显式创建一个collection，同时还能设置各种选项，例如：设置最大尺寸和文档校验规则。如果你没有指定这些选项，那么你就不需要显式创建collection，因为MongoDB会在你创建第一个数据的时候自动创建collection。

若要修改这些collection选择，可查看collMod。

Documents校验

3.2.x版本新增内容。

默认情况下，collection不要求文档有相同的结构；例如，在一个collection的文档不必具有相同的fields，对于单个field在一个collection中的不同文档中可以是不同的数据类型。

从MongoDB 3.2开始，你可以在对collection进行update和insert操作的时候执行文档（documents）校验规则。具体可参见文档验证的详细信息。

Documents

Document结构

MongoDB的文件是由field和value对的结构组成，例如下面这样的结构：

{
   field1: value1,
   field2: value2,
   field3: value3,
   ...
   fieldN: valueN
}

value值可以是任何BSON数据类型，包括：其他document，数字，和document数组。

例如下面的document，包含各种不同类型的值：

var mydoc = {
    _id: ObjectId("5099803df3f4948bd2f98391"),
    name: { 
        first: "Alan", last: "Turing" 
    },
    birth: new Date('Jun 23, 1912'),
    death: new Date('Jun 07, 1954'),
    contribs: [ "Turing machine", "Turing test", "Turingery" ],
    views : NumberLong(1250000)
}

上面例子中的各fields有下列数据类型：

_id：ObjectId类型
name：一个嵌入的document，包含first和last字段
birth和death：Date类型
contribs：字符串数组
views：NumberLong类型

Field名

Field名是一个字符串。

Documents中的filed名有下列限制：

_id被保留用于主键；其值必须是集合中唯一的、不可变的、并且可以是数组以外的任何数据类型
不能以美元符号$开头
不能包含点字符.
不能包含空字符

Field Value限制

对于索引的collections，索引字段中的值有最大长度限制。详情请参见Maximum Index Key Length。

圆点符号

MongoDB中使用圆点符号.访问数组中的元素，也可以访问嵌入式Documents的fields。

Arrays数组

通过圆点符号.来链接Arrays数组名字和从0开始的数字位置，来定位和访问一个元素数组：

"<array>.<index>"

举例：对于下面的document：

{
   ...
   contribs: [ "Turing machine", "Turing test", "Turingery" ],
   ...
}

要访问contribs数组中的第三个元素，可以这样访问：

"contribs.2"

嵌入式Documents

通过圆点符号.来链接嵌入式document的名字和field名，来定位和访问嵌入式document：

"<embedded document>.<field>"

举例：对于下面的document：

{
   ...
   name: { first: "Alan", last: "Turing" },
   ...
}

要访问name中的last字段，可以这样使用：

"name.last"

Documents限制

Documents有下面这些属性和限制：

Document大小限制

每个BSON文档的最大尺寸为16兆字节。

最大文档大小有助于确保一个单个文档不会使用过量的内存，或通信过程中过大的带宽占用。

若要存储超过最大尺寸的文档，MongoDB提供了GridFS API。可以看mongofiles和更多有关GridFS的文档

Document Field顺序

MongoDB中field的顺序默认是按照写操作的顺序来保存的，除了下面几种情况：

_id总是document的第一个field
可能会导致文档中的字段的重新排序的更新，包括字段名重命名。

在2.6版本起，MongoDB开始积极地尝试保留document中field的顺序。

_id字段

_id字段有以下行为和限制：

默认情况下，MongoDB会在创建collection时创建一个_id字段的唯一索引
_id字段总是documents中的第一个字段。如果服务器接收到一个docuement，它的第一个字段不是_id，那么服务器会将_id字段移在开头
_id字段可以是除了array数组之外的任何BSON数据格式

以下是存储_id值的常用选项：

使用ObjectId
最好使用自然的唯一标识符，可以节省空间并避免额外的索引
生成一个自动递增的数字。请参阅创建一个自动递增序列字段
在您的应用程序代码中生成UUID。为了更高效的在collection和_id索引中存储UUID值，可以用BSON的BinData类型存储UUID。

大部分MongoDB驱动客户端会包含_id字段，并且在发送insert操作的时候生成一个ObjectId。但是如果客户端发送一个不带_id字段的document，mongod会添加_id字段并产生一个ObjectId