5.6 文档数据库MongoDB

一、概述

文档数据库是一种“最像关系数据库的NoSQL”,MongoDB是典型的文档数据库产品。
MongoDB是由C++编写的基于分布式文件存储的开源数据库系统。很多公司用,因为它免费……
MongoDB旨在为Web应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案,因此流行于互联网企业。

二、特点

1. 面向文档存储

MongoDB提供面向文档的存储,操作简单。
MongoDB数据结构为键值对(key->value),数据被存储为一个二进制格式的JSON文档,称为BSON(Binary+JSON)。其文档格式类似JSON对象


2. 可建立任何属性的索引

文档数据库MongoDB虽然也是键值对数据结构,却可以针对各种不同的属性建立索引,可以实现更快的查询——这与真正的键值数据库不同(只能通过键查询,不能对值建立索引)。

3. 良好的水平扩展性

在高负载下可以添加更多节点以保证服务能力。

4. 丰富的查询表达式

可以查询文档中内嵌的对象和数组。

5. 支持修改

可以替换已经完成文档中某个指定的数据字段。

6. 支持MapReduce

MongoDB中使用MapReduce,通常是数据的批量处理和聚合操作。比如可以使用MapReduce实现类似关系数据库的Group by操作。

三、与关系数据库对比

1. 术语

前面提到MongoDB很像关系数据库,它们的术语也有很强的对应关系

SQL术语/概念 MongoDB术语/概念 解释/说明
database database 数据库
Mysqld/Oracle mongod 数据库服务端
mysql/sqlplus mongo 数据库客户端
table collection 数据库表/集合
row document 数据记录行/文档
column field 数据字段/域
index index 索引
table joins 表连接,MongoDB不支持
primary key primary key 主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键

2. 单表示例

比如一个关系数据库的两行数据如下

id user_name email age city
1 Mark Hanks mark@abc.com 25 Los Angeles
2 Richard Peter richard@abc.com 31 Dallas

写入MongoDB就是

{
    "_id": ObjectId("5146bb52d8524270060001f3"),
    "age": 25,
    "city": "Los Angeles",
    "email": "mark@abc.com",
    "user_name": "Mark Hanks "
} 
{
    "_id": ObjectId("5146bb52d8524270060001f2"),
    "age": 31,
    "city": "Dallas",
    "email": "richard@abc.com",
    "user_name": "Richard Peter "
}

3. 多表示例

比如用传统关系数据库来记录博客信息(包含文章内容、评论、评论的投票),常设计为把信息记录到多个表内。然后通过主键外键关联来进行多表连接查询,以得到所需信息。



这是因为传统关系数据库是从减少冗余的角度来设计的。
使用MongoDB则会把每条记录都存储到文档的完整一段里。比如上面"Ada"评论了"Good post"给Jane的文章"MyFirstPost"

{
    "id":1,
    "author":"Jane",
    "blogposts":
    {
        "tile":"MyFirstPost","comment":
        {
            "by":"Ada","text":"Good post"
        }
    }
}

查找某个数据(比如某人的评论),不需要跨表连接,所以易用性和并发性高。

四、数据库

一个MongoDB中可以建立多个数据库。默认数据库为"db",存储在data目录中。
每次安装MongoDB即生成一个实例(与SQL Server类似),单个实例可以容纳多个独立的数据库,每一个都有自己的集合和权限,不同的数据库也放置在不同的文件中。

五、集合

MongoDB的集合可以理解为文档组,一个集合相当于RDBMS的一个表格,每个文档相当于表格的一行。不同于关系数据库表格,集合没有固定结构,里面各个文档的数据格式和类型也不必一致。

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