MongoDB介绍和安装部署

1、MongoDB简介

MongoDB是非关系型数据库(NoSQL)。最近几年发展势头很猛。传统SQL数据库与NoSQL数据库相比,劣势有:

(1)集中式单点架构:数据模型僵硬、可扩展性差;

(2)固定数据模型缺乏处理半结构和非结构化数据的能力;

(3)扩容成本高:处理海量数据是存在性能瓶颈,大数据时代的存储需求下,成本指数上涨。

关系型数据库的核心优势在于强一致性的关系模型,支持事务操作。当人们发现并不是所有的数据都要求强一致性,同时对于性能和数据量的需求越来越高时,NoSQL就应运而生了。NoSQL主要将可扩展性放在首位,而一致性则放到了第二位,这种设计与原本的关系模型产生了极大的差异。

所以说,NoSQL只是一种新型的数据库设计方式,它不是为了取代传统的关系型数据库而被设计的,他们分别代表了不同的数据库设计思路。

随着当前数据库的发展和使用来看,现在很多公司在研究NewSQL的新数据库,希望吸取关系型数据和非关系型数据库各自的优点。

2、MongoDB的特点和使用场景

MongoDB是最流行的NoSQL数据库。MongoDB推崇的哲学史是:your data is schema,意思是你想要的数据是什么样子的,存在数据库里就是什么样子的。大多数时候,你不用去多个table做join,你也不用处理表之间复杂的关系。

(1)实用性

MongoDB是一个面向文档的数据库,它直接存取BSON(JSON),这意味着MongoDB很灵活,可以在文档中直接插入数组之类的复杂数据类型,并且文档的key和value不是固定的数据类型和大小,所以开发者在使用MongoDB时无须预定义关系型数据库中的“表”等数据对象,设计数据库将变得非常方便,可以大大提高开发进度。

注:虽然这样说,但是MongoDB的schema很重要,特别在大型产品中,要好好设计“表”。否则等产品上线,数据量不断增大、需求不断增多(查询条件变得越来越复杂)的情况下,只建立对应的索引都会占巨大的内存。到了后期,由于表设计的不合理,会存在频繁的多表查询,到时MongoDB即难以保证数据一致性,也难以提供很高的吞吐量。

(2)可用性和负载均衡

MongoDB在高可用和负载均衡上的实现非常简洁和友好,MongoDB自带了副本集的概念,通过设计适合自己业务的副本集和驱动程序,可以非常有效和方便地实现高可用。而在其他数据产品中要想实现这样的功能,往往需要额外的中间件。

(3)扩展性

在扩展性方面,假设应用数据增长非常迅猛的话,通过不断地添加磁盘容量和内存容量往往是不现实的,而手动的分库分表又会带来非常繁重的工作量和技术复杂度。MongoDB自带的mongos集群,只需在适当的时候继续添加MongoDB分片,就可以实现程序段自动水平扩展和路由,一方面缓解单个节点的读写压力,另一方面可有效地均衡磁盘容量。整个mongos集群对应用层完全透明,并可完美地做到各个mongos集群组件的高可用性。

(4)读写速度

MongoDB会充分使用系统内存作为缓存,这是一种非常优秀的特性。如果内存资源丰富的话,这将极大的提高数据库的查询速度,毕竟内存I/O效率比磁盘高多了。

3、动手部署最简易的MongoDB服务器

下面我们开始动手搭建一个最简易的MongoDB服务器,开始逐渐认识mongo。

(1)从官网下载对应的MongoDB二进制文件版本

笔者的测试环境为Ubuntu系统,所以选择的ubuntu版本。在Package中可以选择安装包还是二进制文件软件包,笔者选择的二进制文件包。

(2)解压二进制文件传到环境上

(3)创建数据目录

mkdir -p /data/db/mongodb/single

注:保证当前用户对新创建的目录有读写可执行权限。

(4)随意指定一个端口,以单节点模式拉起mongo服务进程

./mongod --port 30001 --dbpath /data/db/mongodb/single

(5)当服务启动后,另外开启一个窗口,然后执行以下命令连接mongo

./mongo --port 30001

可以试着插入一条数据,然后查看:

其他mongo的简单实用方法可以参考MongoDB教程

MongoDB支持从配置文件中读取启动配置参数。如果参数比较多的话,将启动参数写入配置文件是个不错的选择。例如上面第(4)步拉起mongo进程可以用下面方法代替:

(1)建立一个启动参数配置文件,比如名字为mongod.conf,内容如下:

storage:

  dbpath:"/data/db/mongodb/single"

net:

  port:30001

(2)以-f选项加载启动配置文件:

./mongo -f mongod.f

注:mongo启动参数还有许多,可以参考MongoDB启动参数配置选项。在后续博客中笔者会结合自己的经验给出一个可在生产环境使用的配置参数。

4 尾声

本文给大家介绍了MongoDB的特点和使用场景,并且手动搭建了一个MongoDB单节点环境。到此,大家对MongoDB有了一个最基本的认识,其他很多mongo命令需要大家自己动手操作和学习。MongoDB单节点环境搭建较简单,但是可靠性得不到保证,当节点挂掉后,上层应用服务也就直接中断了。所以单节点环境只适合当做测试环境,不可能在生产环境中使用。为了提供MongoDB服务的可靠性,在下一章我们一起学习下MongoDB复制集。

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