MongoDB 入门教程

1.MongoDB 简介

MongoDB 是由C++语言编写的，是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。
在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。
MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似于JSON对象。字段值可以包含其他文档，数组及文档数组。

2. MongoDB 术语概念

MongoDB 和关系型数据库相关概念关系对照表：

SQL术语/概念	MongoDB术语/概念	解释/说明
database	database	数据库
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

3. MongoDB shell 常用命令

use DATABASE_NAME ：如果数据库不存在，则创建数据库，否则切换到指定数据库
db.getName() 或 db：当前正在使用的数据库
show dbs：查询所有数据库
db.dropDatabase()：删除当前数据库，默认为 test。其他库先切换。
db.collection.drop()：删除集合。collection为集合名称。
show tables 或 show collection ：查询当前库下所有集合。
db.createCollection(name, options)：创建集合。name: 要创建的集合名称;options: 可选参数, 指定有关内存大小及索引的选项.例：db.createCollection("runoob")

如果 mongo shell不接受集合的名称，例如如果名称中包含空格，连字符”-“，或者以数字开始，你可以使用代替语法来指代集合，如下所示：
>db["3test"].find()

db.getCollection("3test").find()

db.stats() 查看数据库使用状态的统计信息。

>db.stats() 
{
"db":"test",
--查看的是哪个数据库
"collections":7,
--collection数量
"objects":28,
--当前数据库中所有集合中的对象数（即文档）的数量。
"avgObjSize":50.57142857142857,
--对象平均大小,以字节为单位
"dataSize":1416,
--数据大小
"storageSize":31744,
--数据大小(含预分配空间)
"numExtents":7,
--事件数量
"indexes":7,
--索引数量
"indexSize":57344,
--索引大小
"fileSize":50331648,
--文件大小
"ok":1
--本次取stats是否正常
}

4. MongoDB CURD

插入（Create）

简述：文档的数据结构和JSON基本一样。所有存储在集合中的数据都是BSON格式。是一种类json的一种二进制形式的存储格式,简称Binary JSON。命令格式如下：
db.COLLECTION_NAME.insert(document)

例：
    >db.col.insert({title: 'MongoDB 教程', 
    description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
    by: '菜鸟教程',
    url: 'http://www.runoob.com',
    tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
    likes: 100
})

插入的时候如果集合不存在，那么插入操作会创建集合。

_id 字段：在MongoDB中，存储于集合中的每一个文档都需要一个唯一的 _id 字段作为 primary_key。如果一个插入文档操作遗漏了_id 字段，MongoDB驱动会自动为_id字段生成一个 ObjectId。
这种情况同样适用于通过带有参数 upsert: true 的update操作来插入文档的情况。

ObjectId：
MongoDB采用了一个称之为ObjectId的类型来做主键。ObjectId是一个12字节的 BSON 类型字符串，BSON字符串都是UTF-8编码。按照字节顺序，从开头依次表示：

4字节：UNIX时间戳

3字节：表示运行MongoDB的机器的标识符

2字节：表示生成此_id的进程

3字节：由一个随机数开始的计数器生成的值

db.collection.insertOne() : 向集合插入单个文档。
db.collection.insertMany(): 向集合插入多个文档。

更新（Update）

命令格式如下：

db.collection.update(
   <query>, // update的查询条件，类似sql update查询内where后面的。
   <update>, //update的对象和一些更新的操作符（如$,$inc...）等，也可以理解为sql update 查询内set后面的
   {
     upsert: <boolean>, //可选，这个参数的意思是，如果不存在'update的记录，是否插入objNew,true为插入，默认是false，不插入
     multi: <boolean>, // 可选，mongodb 默认是false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true,就把按条件查出来多条记录全部更新。
     writeConcern: <document> //可选，抛出异常的级别。
   }
)

示例：
db.col.update({'title':'MongoDB 教程'},{$set:{'title':'MongoDB'}})更新一条数据标题(title)。

默认情况下, db.collection.update() 只更新一个文档。要更新多个文档，请使用 multi 选项设置 multi 参数为 true。

save() 方法通过传入的文档来替换已有文档。语法格式如下：

db.collection.save(
   <document>,//文档数据。
   {
     writeConcern: <document> //可选，抛出异常的级别。
   }
)

_id 字段一旦设定，你不能更新 _id 字段的值，你也不能用有不同 _id 字段值的替换文档来替换已经存在的文档。

其他命令：
db.collection.updateOne()即使可能有多个文档通过过滤条件匹配到，但是也最多也只更新一个文档。
db.collection.updateMany()更新所有通过过滤条件匹配到的文档。
db.collection.replaceOne()即使可能有多个文档通过过滤条件匹配到，但是也最多也只替换一个文档。

查询（Retrieve）
db.collection.find(query, projection) 方法从集合中读取文档,省略过滤条件则是查询所有文档；collection是文档名称。
query ：可选，使用查询操作符指定查询条件
projection ：可选，使用投影操作符指定返回的键。查询时返回文档中所有键值，只需省略该参数即可（默认省略）。

db.collection.find().pretty() ：pretty()方法以格式化的方式来显示所有文档。

除了 find() 方法之外，还有一个 findOne() 方法，它只返回一个文档。

MongoDB 与 RDBMS Where 语句比较

操作	格式	范例	RDBMS中的类似语句
等于	{<key>:<value>}	db.col.find({"by":"菜鸟教程"}).pretty()	where by = '菜鸟教程'
小于	{<key>:{`$lt`:<value>}}	db.col.find({"likes":{$lt:50}}).pretty()	where likes < 50
小于或等于	{<key>:{`$lte`:<value>}}	db.col.find({"likes":{$lte:50}}).pretty()	where likes <= 50
大于	{<key>:{`$gt`:<value>}}	db.col.find({"likes":{$gt:50}}).pretty()	where likes > 50
大于或等于	{<key>:{`$gte`:<value>}}	db.col.find({"likes":{$gte:50}}).pretty()	where likes >= 50
不等于	{<key>:{`$ne`:<value>}}	db.col.find({"likes":{$ne:50}}).pretty()	where likes != 50
包含	{<key>:{`$in`:[a,b,c]}	db.col.find("likes":{$in:[2,4,6]}).pretty()	where likes in(2,4,6)
不包含	{<key>:{`$nin`:[a,b,c]}	db.col.find("likes":{$nin:[2,4,6]}).pretty()	where likes not in(2,4,6)

MongoDB AND 条件
find() 方法可以传入多个键(key)，每个键(key)以逗号隔开，即常规 SQL 的 AND 条件。

 db.col.find(
    {
        "by":"菜鸟教程",
         "title":"MongoDB 教程"
    }
).pretty()

MongoDB OR 条件
OR 条件语句使用了关键字 $or,语法格式如下

>db.col.find(
   {
      $or: [
         {key1: value1}, {key2:value2}
      ]
   }
).pretty()

>db.col.find(
 {
    $or:[
        {"by":"菜鸟教程"},
        {"title": "MongoDB 教程"}
     ]
  }
).pretty()

AND 和 OR 联合使用

>db.col.find(
    {"likes": 
        {$gt:50}, 
        $or: [
            {"by": "菜鸟教程"},
            {"title": "MongoDB 教程"}
         ]
    }
 ).pretty()

projection 参数的使用方法

db.collection.find(query, projection)

若不指定 projection，则默认返回所有键，指定 projection 格式如下，有两种模式

db.collection.find(query, {title: 1, by: 1}) // inclusion模式 指定返回的键，不返回其他键

db.collection.find(query, {title: 0, by: 0}) // exclusion模式 指定不返回的键,返回其他键

_id 键默认返回，需要主动指定 _id:0 才会隐藏

两种模式不可混用（因为这样的话无法推断其他键是否应返回）

db.collection.find(query, {title: 1, by: 0}) // 错误

只能全1或全0，除了在inclusion模式时可以指定_id为0

db.collection.find(query, {_id:0, title: 1, by: 1}) // 正确

删除（Delete）

MongoDB remove()函数是用来移除集合中的数据。在执行remove()函数前先执行find()命令来判断执行的条件是否正确，这是一个比较好的习惯。
remove() 方法的基本语法格式如下所示：

db.collection.remove(
   <query>, //（可选）删除的文档的条件。
   {
     justOne: <boolean>, //（可选）如果设为 true 或 1，则只删除一个文档。
     writeConcern: <document> //（可选）抛出异常的级别。
   }
)

现在官方推荐使用 deleteOne() 和 deleteMany() 方法。
db.inventory.deleteMany({})：删除集合下全部文档。

例如：
删除 status 等于 A 的全部文档：
    db.inventory.deleteMany({ status : "A" })
删除 status 等于 D 的一个文档：
    db.inventory.deleteOne( { status: "D" } )

5. Windows 下的配置文件及 mongo 进程

安装完成之后，Windows下是不会自动生成配置文件，也没有进程。

新建配置文件

在mongodb的安装目录下，如 C:\Program Files\MongoDB\Server\3.6 新建conf目录并新建mongod.conf文件，配置内容如下：
systemLog: #日志文件
   destination: file
   path: F:\mongoDB\logs\mongod.log
   logAppend: true
storage: #数据存储路径
   dbPath: F:\data\db
   journal:
     enabled: true
net:#绑定ip及端口
   bindIp: 127.0.0.1
   port: 27017
setParameter:
   enableLocalhostAuthBypass: true  
#security:#安全认证
 #authorization: enabled
log文件也是不存在的，根据自己的需要在相应的目录下新建mongod.log文件。

开启认证及生成守护进程
mongod --auth --config "C:\Program Files\MongoDB\Server\3.6\conf\mongod.conf" --install --serviceName "MongoD
--auth : 开启认证
--serviceName "MongoDB"：生成名称为MongoDB的守护进程

6. 设置账户密码

特别注意：帐号是跟着库走的，所以在指定库里授权，必须也在指定库里验证(auth)。

配置之前先配置文件不要开启auth认证，默认为关闭状态。否则进入查看数据库会权限不足。

命令行下执行`mongo 进入数据库
use admin 进入admin库
db.getUsers() 可查看当前库用户列表
执行db.createUser({ user: "admin", pwd: "admin", roles: [{ role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" }] }) 新建用户设置账户密码，并指定级别。

关于授权：

roles：指定用户的角色，可以用一个空数组给新用户设定空角色；在roles字段,可以指定内置角色和用户定义的角色。
- **role里的可选角色**：
  - Built-In Roles（内置角色）：
    1. 数据库用户角色：read、readWrite;
    2. 数据库管理角色：dbAdmin、dbOwner、userAdmin；
    3. 集群管理角色：clusterAdmin、clusterManager、clusterMonitor、hostManager；
    4. 备份恢复角色：backup、restore；
    5. 所有数据库角色：readAnyDatabase、readWriteAnyDatabase、userAdminAnyDatabase、dbAdminAnyDatabase
    6. 超级用户角色：root （有几个角色间接或直接提供了系统超级用户的访问（dbOwner 、userAdmin、userAdminAnyDatabase））
    7. 内部角色：__system
  - 具体角色权限：
    
    Read：允许用户读取指定数据库
    readWrite：允许用户读写指定数据库
    dbAdmin：允许用户在指定数据库中执行管理函数，如索引创建、删除，查看统计或访问system.profile
    userAdmin：允许用户向system.users集合写入，可以找指定数据库里创建、删除和管理用户
    clusterAdmin：只在admin数据库中可用，赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限。
    readAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限
    readWriteAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限
    userAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限
    dbAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限。
    root：只在admin数据库中可用。超级账号，超级权限

修改配置文件：sudo vim /etc/mongodb.conf

security:
  authorization: enabled 
//注意缩进，缩进参照配置文件其他配置。缩进错误可能重启不成功

去掉前面的 # 号。

重启mongo服务

/etc/init.d/mongodb restart

重新进入数据库，发现命令无法执行，报权限不足错误。切换到admin库use admin（哪里创建的用户切换到哪个库），执行db.auth("admin","admin") 返回1，是认证成功。命令可以正常执行。

注意：MongoDB创建用户在命令行下，并且制定用户可以操作那些库

7. PHP连接MongoDB

Windows 安装 MongoDB PHP扩展
MongoDB PHP扩展下载地址
'Thread safe'（线程安全）是运行在Apache上以模块的PHP上，如果你以CGI的模式运行PHP，请选择非线程安全模式（' non-thread safe'）。
版本选择参考：

下载完你需要的二进制包后，解压压缩包，将'php_mongo.dll'文件添加到你的PHP扩展目录中（ext）。ext目录通常在PHP安装目录下的ext目录。然后php.ini中打开

重启服务器。

通过浏览器访问phpinfo，如果安装成功，就会看到类型以下的信息：

Linux上安装 MongoDB PHP扩展
linux中执行以下命令来安装MongoDB 的 PHP7 扩展驱动

$ /usr/local/php7/bin/pecl install mongodb

执行成功后，会输出以下结果：

……
Build process completed successfully
Installing '/usr/local/php7/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20151012/mongodb.so'
install ok: channel://pecl.php.net/mongodb-1.1.7
configuration option "php_ini" is not set to php.ini location
You should add "extension=mongodb.so" to php.ini

下来我们打开 php.ini 文件，添加 extension=mongodb.so 配置。

可以直接执行以下命令来添加。

$ echo "extension=mongodb.so" >> `/usr/local/php7/bin/php --ini | grep "Loaded Configuration" | sed -e "s|.*:\s*||"`

注意：以上执行的命令中 php7 的安装目录为 /usr/local/php7/，如果你安装在其他目录，需要相应修改 pecl 与 php 命令的路径。使用php的pecl安装命令必须保证网络连接可用以及root权限。

如果你的php是自己编译的，则安装方法如下(假设是编译在/usr/local/php目录中) github地址：

$ git clone https://github.com/mongodb/mongo-php-driver.git
$ cd mongo-php-driver
$ git submodule sync && git submodule update --init
$ /usr/local/php/bin/phpize
$ ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config
$ make all -j 5
$ sudo make install

执行以上命令后，你需要修改php.ini文件，在php.ini文件中添加mongo配置，
配置如下： extension=mongo.so
注意：你需要指明 extension_dir 配置项的路径。

php例子：

<?php
//连接数据库
$manager = new MongoDB\Driver\Manager("mongodb://localhost:27017");  

// 插入数据，BulkWrite是批量插入
$bulk = new MongoDB\Driver\BulkWrite;
$bulk->insert(['x' => 1, 'name'=>'菜鸟教程', 'url' => 'http://www.runoob.com']);
$bulk->insert(['x' => 2, 'name'=>'Google', 'url' => 'http://www.google.com']);
$bulk->insert(['x' => 3, 'name'=>'taobao', 'url' => 'http://www.taobao.com']);
$manager->executeBulkWrite('test.sites', $bulk);

$filter = ['x' => ['$gt' => 1]]; //字段名及匹配条件
$options = [
    'projection' => ['_id' => 0], // 指定返回键，参考上面**projection用法**
    'sort' => ['x' => -1], //排序字段，1是正序，-1是倒序
];

// 查询数据
$query = new MongoDB\Driver\Query($filter, $options);
$cursor = $manager->executeQuery('test.sites', $query);

foreach ($cursor as $document) {
    print_r($document);
}
?>

8. MongoDB备份与恢复

在Mongodb中我们使用mongodump命令来备份MongoDB数据。该命令可以导出所有数据到指定目录中。

> mongodump -h HOST_NAME -d DB_NAME -o BACKUP_DIRECTORY
> mongodump --host HOST_NAME --port PORT_NUMBER -d DB_NAME -o BACKUP_DIRECTORY

示例：备份单库
vagrant@homestead:~$ mongodump -h 127.0.0.1 -d DB_NAME -o /root/dbBackup/mongoDB/dbBackupName_$(date +"%Y-%m-%d_%H")
也可以备份指定文档：
> mongodump -h dbhost --collection COLLECTION -d DB_NAME -o BACKUP_DIRECTORY

mongodb使用 `mongorestore` 命令来恢复备份的数据。

>mongorestore -h <hostname><:port> -d dbname <path>
--host <:port>, -h <:port>：
MongoDB所在服务器地址，默认为： localhost:27017
--db , -d ：
需要恢复的数据库实例，例如：test，当然这个名称也可以和备份时候的不一样，比如test2
--drop：
恢复的时候，先删除当前数据，然后恢复备份的数据。就是说，恢复后，这份备份文件之后添加或修改的数据都会被删除，慎用哦！
<path>：
mongorestore 最后的一个参数，设置备份数据所在位置，例如：c:datadumptest。
你不能同时指定 <path> 和 --dir 选项，--dir也可以设置备份目录。
--dir：
指定备份的目录
你不能同时指定 <path> 和 --dir 选项。

示例：

vagrant@homestead:~$ /usr/local/mongodb/bin/mongodump -h 127.0.0.1:27117 -u USER_NAME -p PASSWORD  -d DB_NAME -o /BACK_DIRECTORY/BACKUP_DB_NAME

9. 错误

没有 phpize 命令

执行： sudo apt install php7.2-dev

错误：

The SCRAM_SHA_1 authentication mechanism requires libmongoc built with ENABLE_SSL

方法：

sudo apt-get install -y libcurl4-openssl-dev pkg-config libssl-dev
sudo pecl install mongodb

安装后别忘记在 php.ini 中添加 extension=mongodb.so

重启：sudo service php7.2-fpm restart

参考：菜鸟教程
 MongoDB中文社区
 MongoDB官方文档

MongoDB 入门教程

1.MongoDB 简介

2. MongoDB 术语概念

3. MongoDB shell 常用命令

4. MongoDB CURD

5. Windows 下的配置文件及 mongo 进程

6. 设置账户密码

7. PHP连接MongoDB

8. MongoDB备份与恢复

mongodb使用 `mongorestore` 命令来恢复备份的数据。

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