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MongoDB是一個強大的分散式檔案儲存的NoSQL資料庫，天然支援高可用、分散式和靈活設計。由C++編寫，執行穩定，效能高。為WEB應用提供可延伸的高效能資料儲存解決方案。主要解決關係型資料庫資料量大，並行高導致查詢效率低下的問題，通過使用記憶體代替磁碟提高查詢效能。
MongoDB特點：
【1】模組自由：可以把不同結構的檔案存在在同一個資料庫裡；
【2】面向集合的儲存：適合儲存JSON風格檔案的形式；
【3】完整的索引支援：對任何屬性都可以加索引；
【4】複製和高可用性：支援伺服器之間的資料複製，支援主-從模式及伺服器之間的相互複製。從而提供冗餘備份及自動故障轉移；
【5】自動分片：支援雲級別的伸縮性，自動分片功能支援水平的資料庫叢集，可動態新增額外的機器；
【6】豐富的查詢：支援豐富的查詢表達方式，查詢指令使用JSON形式的標記，可輕易查詢檔案中內嵌的物件及陣列；
【7】快速更新查詢：查詢優化器會分析查詢表示式，並生成一個高效的查詢計劃；
【8】高效的傳統儲存方式：支援二進位制資料及大型物件（如圖片）；
MongoDB將資料儲存在一個檔案，資料結構由鍵值key:value對組成，類似於JSON物件，欄位值包含其他檔案、陣列、檔案陣列。
| SQL術語 | MongoDB術語 | 說明 |
|---|---|---|
| DataBase | DataBase | 資料庫 |
| Table | Collection | 資料庫表/集合：儲存多個檔案，結構不固定{'name':'zzx','gender':'男'}{'class':'一班','count':'10'} |
| Row | Document | 資料記錄行/檔案就是一個物件，由鍵值對構成，是JSON擴充套件的BSON格式{'name':'zzx','gender':'男'} |
| Column | Field | 資料欄位/域 |
| Index | Index | 索引 |
| Table Joins | 表連線，MongoDB不支援 |
|
| Primary Key | Primary Key | 主鍵，MongoDB自動將_id設定為主鍵 |
// 建立
db.createCollection(name, options)
// 檢視集合
show collections
// 刪除
db.集合名稱.drop()
name要建立的集合名稱，options是一個檔案，用於制定集合的設定，選項引數是可選的：引數capped:預設為false表示不設定上限；引數size:當capped值為true時，需要指定此引數，表示設定上限的大小，會覆蓋之前的值，單位為位元組。
db.createCollection("stu")
db.createCollection("stu", { capped: true, size: 20})
| 型別 | 說明 |
|---|---|
| Object ID | 檔案ID,每個檔案都有一個屬性，為_id保證一個檔案的唯一性，可以自己設定，如果沒有設定自動提供一個特別的_id，型別為objectID：12位元組的十六進位制數，前4個位元組時時間戳，接下來3個位元組是機器ID，接下來2個位元組服務程序ID最後三位是增量值 |
| String | 字串UTF-8 |
| Boolean | 布林 |
| Integer | 整形 |
| Double | 布林 |
| Arrays | 陣列或列表 |
| Object | 嵌入式的檔案，MongoDB是不能維護關係的，可以通過嵌入檔案的形式來維護這個關係 |
| Null | 空值 |
| Timestamp | 時間戳 |
| Date | 日期UNIX時間格式 |
// 插入
db.集合名稱.insert(document)
//案例1
db.stu.insert({name:'zzx',gender:1}) //自動生成_id
//案例2
s1={_id:'43444433',name:'zzx'}
s1.gender=0
db.stu.insert(s1)
// 修改
db.集合名稱.update(
<query>, // 查詢條件，類似sql中的where部分
<update>, // 類似sql中的 set部分
{$multi:<boolean>} // 預設false值改第一條記錄，true表示修改滿足的所有資料
)
//案例
db.stu.update({name:'zzx'},{name:'fj'}) // 整個檔案的結構都會發生變化
db.stu.update({name:'zzx'},{$set:{name:'fj'}}) // 只會修改 name的屬性
// 儲存：如果資料存在進行修改，不存在進行插入
db.集合名稱.save(document)
// 刪除
db.集合名稱.remove(
<query>,
{
justOne:<boolean> //預設false會刪除多條
}
)
// 查詢
db.集合名稱.find(條件檔案)
// 查詢一條資料
db.集合名稱.findOne(條件檔案)
//案例 and和or一起使用。運演演算法符：$lt小於 $lte小於等於 $gt大於 $gte大於等於 $ne不等於 使用//或者$regex編寫正規表示式
db.stu.find({$or:[{age: {$gte: 18}}, {gender: 1}], name: 'zzx'})
db.stu.find({name:{$regex:'^黃'}})
db.stu.find({name:/^黃/})
// ** 自定義查詢：使用 $where後面寫一個函數
db.stu.find({$where:function(){return this.age > 20}})
// limit()用於讀取指定數量的檔案
db.集合名稱.find().limit(NUMBER) //NUMBER表示檔案的條數
// skip()用於跳過指定數量的檔案，配合limit實現分頁功能,與limit同時使用的時候不分先後順序。
db.集合名稱.find().skip(NUMBER)
//投影：查詢的結構集只選擇必要的欄位
db.集合名稱.find({},{欄位名稱:1,...}) // 對需要顯示的欄位設定為1，id預設會返回，如果不想返回可以設定為0
// 排序 sort()
db.集合名稱.find().sort({欄位:1,...}) // 1升序，-1降序
// 統計 count()
db.集合名稱.find().count({條件}) //find可以省略
db.stu.count({age:{$gt:20},gender:1})
// 去重distinct()
db.集合名稱.distinct({去重欄位,{條件}})
主要用於計算資料，類似sql中的sum()、avg()。
常用的管道：$group將集合中的檔案分組，可用於統計結果；$match過濾資料，只輸出符合條件的檔案；$project修改輸入檔案的結構，如重新命名、增加、刪除欄位、建立計算結果；$sort將輸入檔案排序後輸出；$limit限制聚合管道返回的檔案數；$skip跳過指定數量的檔案，返回剩餘檔案；$unwind將陣列型別的欄位進行拆分；
常用的表示式：$sum計算綜合，$sum:1同count表示計數；$avg計算平均值；$min獲取最小值；$max獲取最大值；$push在結果檔案中插入值到下一個陣列中；$first根據資原始檔的排序獲取第一個檔案資料；$last根據資原始檔的排序獲取最後一個檔案資料。
db.集合名稱.aggregate([{管道:{表示式}}]) //管道在Linux中一般用於將當前命令的輸出結果作為下一個命令的輸入,在MongoDB中是同樣的作用
// 統計男女的總人數 _id表示組分的依據，使用某個欄位的格式為'$欄位'，如果需要得到整個檔案可以使用 '$$ROOT' 替換 '$age'
db.stu.aggregate([
{$group:{
_id:'$gender',
counter:{$push:'$age'}
}}
])
// 輸入
{"_id":男,"counter":[12,45]}
{"_id":女,"counter":[22,15]}
db.stu.aggregate([
{$match:{age:{$gt:20}}},
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}}
])
db.stu.aggregate([
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}},
{$project:{_id:0,counter:1}}
])
db.stu.aggregate([
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}},
{$sort:{counter:-1}}
])
db.stu.aggregate([
{$group:{_id:'$gender',counter:{$sum:1}}},
{$sort:{counter:-1}},
{$skip:1},
{$limit:1}
])
db.集合名稱.aggregate([{$unwind:'$欄位名稱'}])
db.stu.insert({name:'zzx',size:['S','Z','L']})
db.stu.aggregate([
$unwind:'$size'
])
// 處理是空陣列，無欄位，null的情況使用上述 $unwind資料會丟失，可以使用下面表示式，防止資料丟失
db.stu.aggregate([
{$unwind:{
path:'$欄位名稱',
preserverNullAndEmptyArrays:<boolean> //防止資料丟失
}}
])
MongoDB通過索引提升查詢速度
// 使用explain()命令分析查詢效能
db.stu.find({name:'zzx100000'}).explain('executionStats')
// 分析結果如下：
"executionStats": {
"executionSuccess": true,
"nReturned": 1,
"executionTimeMillis": 96,
"totalKeysExamined": 0,
"totalDocsExamined": 100000,
}
建立索引： 1表示升序，-1表示降序
db.集合.ensureIndex({屬性:1})
db.stu.ensureIndex({name:1})
// 對索引屬性查詢
db.stu.find({name:'zzx100000'}).explain('executionStats')
// 分析結果如下：
"executionStats": {
"executionSuccess": true,
"nReturned": 1,
"executionTimeMillis": 1,
"totalKeysExamined": 0,
"totalDocsExamined": 100000,
}
// 唯一索引
db.stu.ensureIndex({'name':1},{'unique':true})
// 聯合索引
db.stu.ensureIndex({name:1,age1})
// 檢視索引
db.stu.getIndexes()
// 刪除所以
db.stu.dropIndexes('索引名稱')
為了更安全的存取MongoDB,需要建立使用者。採用角色、使用者、資料庫的安全管理方式。常用的角色如下：root只在admin資料庫中可用，超級賬號，超級許可權。Read使用者唯讀許可權，readWrite使用者讀寫許可權。
// 建立超級管理員
use admin // admin是資料庫
db.createUser({
user:'admin',
pwd:'123',
roles:[{role:'root',db:'admin'}]
})
啟用安全認證：修改組態檔
sudo vi /etc/mongod.conf
啟用身份認證：keys and values之間一定要有空格，否則解析錯誤。修改完組態檔後，必須重啟服務。
security:
authorization: enable
資料庫連線
mongo -u admin -p 123 --authenticationDatabase admin
複製提供資料冗餘備份，並在多個伺服器上儲存資料副本，提高資料的可用性，並保證資料的安全性，允許從硬體故障和服務中斷中恢復資料。常見的搭配是一主多從。主節點記錄所有操作，從節點定期輪詢主節點獲取這些操作，然後對自己的資料副本執行這些操作，從而保證資料的一致性。
優點：
【1】資料備份；
【2】資料災難恢復（自動故障轉移，自動恢復）；
【3】讀寫分離；
【4】高資料可用；
【5】無宕機維護；
【6】副本集對應用程式是透明的；
設定複製節點：
mongod --bind_ip 192.168.113.122 --port 27017 --dbpath ./mongdb/file1 --replSet rs0 // rs0副本集，master和slave的副本集相同
mongod --bind_ip 192.168.154.132 --port 27017 --dbpath ./mongdb/file1 --replSet rs0
通過使用者端連線MongoDB master，並在master上面進行初始化，同時新增其他副本集（也就是備份的伺服器資訊）。如果在從伺服器上進行讀操作，需要設定rs.slaveOk()。
mongo --host 192.168.113.122 --port 27017 // 主伺服器
rs.initiate() //rs是mongodb提供的副本集管理物件
rs.add('192.168.154.132:27017') // 從伺服器
rs.salveOk()
手動備份：
mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
恢復：
mongorestore -h dbhost -d dbname --dir dbdirectory