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MongoDB

MongoDB简介

简介：是一个开源的、高性能、无模式的文档型数据库。

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	不支持	表连接，MongoDB不支持
不支持	嵌入文档	MongoDB通过嵌入式文档来代替多表连接
primary key	primary key	MongoDB默认_id字段为主键

MongoDB的特点

• 高性能
• 高可用 ：MongoDB的复制工具被称为副本集，它可以提供故障转移和数据冗余
• 高扩展：支持水平扩展
• 丰富的查询支持

MongoDB安装与启动

Window OS

官网下载地址：https://www.mongodb.com/try/download/community-kubernetes-operator

参数的方式启动

#在mongo的bin目录下cmd
mongo -dbpath = /data/db #mongo启动命令
mongo --host=192.168.11.127 --port=27017 #mongo远程连接命令

命令行+配置文件的形式进行启动

• 创建conf文件夹

• 在conf文件夹下创建文件mongod.conf（配置详情看官网）

• 在bin目录下cmd并执行启动命令

mongod -f ../conf/mongod.conf  #通过指定配置文件进行启动
mongod --conf  ../conf/mongod.conf 

MongoD连接

shell 命令进行连接

#连接本地的mongo服务
mongo
#连接远程mongo服务
mongo --host=127.0.0.1 --port=27017
show dbs;#验证是否连接成功

MongoDB常用命令

数据库创建

use 数据库名称 #如果存在，则进行使用，不存在则创建#查看当前存在的数据库
show dbs / show databases#删除数据库
db.dropDatabase() 

注：mongoDB在创建数据库时会先将库存储在内存之中，当库中存在数据时，将会把库存储到磁盘中。

默认库的解释

• admin：从权限的角度，这是root数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户会自动继承所在数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行
• local：这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
• config：当mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。

集合的操作

#创建一个普通集合名称
db.createCollection(name)#查看当前库中的表：show tables
show collections 或  show tables#删除集合
db.collectionName.drop()

文档基本CRUD

单个文档的插入

使用insert()或save()方法向集合中插入文档

db.collection.insert(<document or array of document>,{writeConcern:<docement>,ordered:<boolean>}
)

参数

parameter	Type	Descrption
document	document or array	要插入到集合的文档或文档数组（json格式）
writeConcern	document	插入时性能及可靠性的级别
ordered	boolean	是否排序

例子

db.myCollection.insert({name:"小明",age:"25"})

多个文档的插入

db.collection.insertMany([<document 1> <document 2>,....]{writeConcern:<document>,ordered:<boolean>}
)

文档的基本查询

db.collection.find()
或
db.collection.find({})#例，仅查询一个
db.collection.findOne({name:"小明"}) #表示仅查询name为小明的这一条信息
或
db.collection.find({name:"小明"}) #表示仅查询name为小明的这一条信息

文档的投影查询（仅查询一条数据的部分字段）

db.collection.find({name:"小明"},{name:"小明"}) #表示仅查询name="小明"的这一条数据，并且仅展示name这一个字段#例如查询表中的name这条信息
db.collection.find({},{name:"明"})

注：在进行多条数据进行插入的时候，可以通过 try …catch(e)进行异常抛出

try {db.collection.insertMany({....})
} catch(e) {print(e)
}

文档的更新

db.conllection.update(query,update,optione)
或
db.collection.update(<query>, #查询条件<update>, #更新条件{upsert:<boolean>,multi:<boolean>,writeConcern:<document>,collation:<document>,arrayFilters:[<filterdocument>,.....],hint:<document|string>}
)

• 覆盖修改

  #表示，将_id为1的这条数据的age字段的值改为38  注：在进行数字修改时，mongo默认数字为浮点型，如需要整数型，需进行修改
  db.collection.update({_id:"1"},{age:NumberInt(38)})
  #注：这条语句可以成功将age的值修改为38，但是会删掉name字段，这便是覆盖修改，会将原来的数据完全修改
  

• 局部修改

  #表示，仅修改_id为2的这条数据的age字段，其余字段不受影响
  db.collection.update({_id:"2"},{$set:{age:NumberInt(38)}})
  

• 批量修改

  #注：mongoDB的修改操作，默认只修改第一条
  db.collection.update({_id:"1"},{$set:{age:NumberInt(38)},{multi:true}})
  #表示修改所有符合条件的值，并且仅作局部修改
  

• 列值增长的修改

  #表示，对_id=1的年龄进行修改，并且年龄随着条数进行递增加1
  db.collection.update({_id:"1"},{$inc:{age:NumberInt(1)}})
  

删除文档

db.collection.remove({}) #删除所有
db.collection.remove({_id:"1"}) #删除_id=1的数据

文档的分页查询

统计查询

统计查询count()方法

db.collection(query,options)

参数解释

parameter	Type	Description
query	document	查询选择条件
options	document	可选，用于修改计数的额外选项

db.collection.count() #查询总条数db.collection.count({_id:"1"}) #查询_id=1的条数

分页列表查询

#表示查询前两条，limint默认的值为20
db.collection.find().limit(2) #表示从跳过前三条，从第四条进行查询，查询三条信息
db.collection.find().skip(3).limit(3)

排序查询

#根据_id进行排序，值为1是升序，-1表示为降序
db.collection.find().sort({_id:1})

正则的复杂的条件查询

#表示进行模糊查询
db.collection.find({field:/正则表达式/})
或
db.collection.find({字段:/正则表达式/})

比较查询

db.collection.find({"field":{$gt:value}}) #大于:field > value
db.collection.find({"field":{$lt:value}}) #小于:field < value
db.collection.find({"field":{$gte:value}}) #大于等于: field >= value
db.collection.find({"field":{$lte:value}}) #小于等于: field <= value
db.collection.find({"field":{$ne:value}}) #不等于：field != value#实例：注：mongo默认数字为浮点数需要转换为整型
db.collection.find({"field":{$gt:NumberInt(700)}}) #

包含查询

#字段in
db.collection.find({age:{$in:["23","25"]}})#字段not in
db.collection.find({age:{$nin:["1003","1004"]}})

条件连接查询

db.collection.find({$and:[{age:{$lt:NumberInt(25)}},{name:"小明"}]})db.collection.find({$or:[{age:{$lt:NumberInt(23)}},{age:{$lt:NumberInt(24)}}]})

MongoDB索引

索引的创建

db.collection.createIndex(keys,options)

参数：

Parameter	Type	Description
keys	document	包含字段和值对的文档，其中字段是索引值，值描述该字段的索引类型。对于字段上的升序索引，请指定值1；对于降序索引，请指定-1
options	document

索引的删除

#根据条件删除索引
db.collection.dropIndex({user_id,1})#删除所有索引
db.collection.dropIndexs()

索引的使用

语法：

db.colection.find(query,options).explain(options)

MongoDB副本集

副本集的目标

目标：一主一副本一仲裁

创建主节点

建立存放数据和日志目录

mkdir -p /data/mongo/logs
mkdir -p /data/mongo/db
mkdir -p /data/mongo/mongod.conf

systemLog:# 日志文件存储位置destination: filepath: "/data/mongo/logs/mongod.log"logAppend: true
storage:#mongoDB数据存储目录dbpath: "/data/mongo/db"journal:enabled: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式frok: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入PID中pidFilePath: "/data/mongo/logs/mongod.pid"
net:#服务实例绑定所有IP，有副作用，副本集在进行初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是IP#bindIpAll: truebingIp: localhost,192.168.0.2port: 27017
relication:replSetName: rs0

启动主节点

/data/mongo/bin/mongod -f /data/mongo/mongod.conf

注：副本节点与仲裁节点进行一样的操作

mongo初始化

在节点都启动完成之后，任选一个节点，远程连接

#连接mongo 注：执行mongo命令需要在mongo的bin目录下进行执行
/dada/mongo/bin mongo --host=192.168.10.29  --port=27017#mongo副本集初始化  返回1表示成功
rs.initiate();#查看初始化默认配置
rs.conf()#添加副本节点，host：表示IP与端口号 arbiterOnly为true表示添加的为仲裁节点，false为副本集节点
rs.add(host,arbiterOnly)
或
rs.add(host) #添加副本集节点
rs.addArb(host) #添加仲裁节点#查看副本集状态
rs.status();

主节点的选举原则

在mongo的副本集中，会自动进行主节点的选举，主节点选举触发的条件

• 主节点故障
• 主节点的网络不可达(默认心跳信息为10s)
• 人工干预(rs.stepDown(600)) ,表示管理此服务

注：在进行获取票的时候，优先级（priority）参数影响重大，因此可以设置优先级（priority）来设置额外的票数。优先级即权重，取值0-1000，相当于可以额外增加0-1000的票数，优先级的值越大，就越可能获得多数成员的投票数

分片集群-Sharded Cluster

简介：分片是一种跨多台机器分布数据的方法，MongoDB使用分片来支持具有非常大的数据集和高吞吐量操作的部署

副本集搭建 --一主一副本一仲裁

systemLog:# 日志文件存储位置destination: filepath: "/data/mongo/logs/mongod.log"logAppend: true
storage:#mongoDB数据存储目录dbpath: "/data/mongo/db"journal:enabled: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式frok: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入PID中pidFilePath: "/data/mongo/logs/mongod.pid"
net:#服务实例绑定所有IP，有副作用，副本集在进行初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是IP#bindIpAll: truebingIp: localhost,192.168.0.2port: 27017
relication:replSetName: rs0
#分片角色	
sharding:clusterRole: shardsvr

配置副本集搭建 -Config Server

systemLog:# 日志文件存储位置destination: filepath: "/data/mongo/logs/mongod.log"logAppend: true
storage:#mongoDB数据存储目录dbpath: "/data/mongo/db"journal:enabled: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式frok: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入PID中pidFilePath: "/data/mongo/logs/mongod.pid"
net:#服务实例绑定所有IP，有副作用，副本集在进行初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是IP#bindIpAll: truebingIp: localhost,192.168.0.2port: 27017
relication:replSetName: myconfig
#分片角色	
sharding:clusterRole: configvr

路由节点的创建和连接

#准备存放数据和日志目录
mkdir -p /mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/log#新建或修改mongo配置文件
vim /mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf

mongos.conf

systemLog:# 日志文件存储位置destination: filepath: "/data/mongo/logs/mongod.log"logAppend: true
storage:#mongoDB数据存储目录dbpath: "/data/mongo/db"journal:enabled: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式frok: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入PID中pidFilePath: "/data/mongo/logs/mongod.pid"
net:#服务实例绑定所有IP，有副作用，副本集在进行初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是IP#bindIpAll: truebingIp: localhost,192.168.0.2port: 27017
sharding:#执行配置节点的副本集configDB: myconfig/+配置副本集的三个服务

#配置副本集的启动命令
/usr/local/mongodb/bin/mongos -f /mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf

使用 命令添加分片

sh.addShard("IP:port")#例 分片添加
sh.addShard("myShard01/192.168.10.1:27017,192.168.10.2:27017,192.168.10.3:27017")	#查看分片状态
sh.status()#注：如果分片添加失败，需要进行手动的移除分片，检查添加分片的信息的正确性后，再次添加分片
use admin
db.runCommand({removeShard:"myShard01"})#注：如果只剩下最后一个shard，是无法进行删除的
#在进行移除时，会自动转移分片的数据，需要一个时间的过程，转移完成后，再次执行分片命令才能真正的删除#----开启分片功能
sh.enableSharding("库名")sh.shardCollection("库名.集合名",{"key":1})

集合分片

sh.shardCollection(namespace,key,unique)

parameter	Type	Description
namespace	string	要(分片)共享的目标集合的命名空间，格式.
key	document	用作分片键的索引规范文档。shard键决定MongoDB如何在shard之间分发文档。除非集合为空，则MongoDB在集合进行分片之前创建索引，前提是支持分片键的索引不存在，简单说，由包含字段和该字段的索引遍历方向的文档组成。
unique	boolean	当值为true情况下，片键字段上会限制为确保是唯一索引，哈希策略片键不支持唯一索引。默认是false

分片规则 - 哈希策略

sh.shardCollection("articledb.comment",{"nickname":"hashed"})#nickename  字段名称

分片规则 - 范围策略

sh.shardCollection("articledb.author",{"nickname":1})
或
sh.shardCollection("articledb.author",{"nickname":-1})

注：在进行设置分片规则时，一个集合只能设置一个规则策略

在增加一个路由节点

#准备存放数据和日志目录
mkdir -p /mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/log#新建或修改mongo配置文件
vim /mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf

mongos.conf

systemLog:# 日志文件存储位置destination: filepath: "/data/mongo/logs/mongod.log"logAppend: true
storage:#mongoDB数据存储目录dbpath: "/data/mongo/db"journal:enabled: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式frok: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入PID中pidFilePath: "/data/mongo/logs/mongod.pid"
net:#服务实例绑定所有IP，有副作用，副本集在进行初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是IP#bindIpAll: truebingIp: localhost,192.168.0.2port: 27018
sharding:#执行配置节点的副本集configDB: myconfig/+配置副本集的三个服务

注：多个路由的添加，仅需要修改路由的端口号，其他信息一致

安全认证

MongoDB的用户和角色权限认证

注：默认情况下，MongoDB实例启动运行时时没有启动用户访问权限控制的，也就是说，MongoDB不会对连接的客户端进行用户验证

mongoDB安全策略设置

• 使用新的端口号，不适用默认27017的端口
• 部署于内网之中
• 开启安全认证 即：auth=true

MongoDB的权限框架-角色

mongoDB采用角色和权限的架构进行相关的认证，在mongo中通过角色对用户授予响应数据库资源的操作权限，每个角色当中的权限可以显式指定，也可以通过继承其他角色的权限，或者两者都存在的权限

MongoDB的权限框架-权限

权限由指定的数据库资源以及运行在指定资源上进行的操作组成

• 资源包括：数据库、集合、部分集合和集群；
• 操作包括：对资源进行增、删、改、查操作

在角色定义时可以包含一个或多个已存在的角色，新创建的角色会继承包含的角色所在的权限。在同一个数据库中，新创建的角色可以继承其他角色的权限，在admin数据库中创建的角色可以继承在其他任意数据库中角色的权限

关于角色权限的查看

#查看所有角色权限（仅用户自定义角色）
db.runCommand({roleInfo:1})#查询所有用户权限（包含内置角色）
db。runCommand({roleInfo:1,showBuiltinRoles:true})#查询当前数据库中某角色的权限
db。runCommand({roleInfo:"<rolename>"})#查询其他数据库中指定的角色权限
db.runCommand({roleInfo:{role:"rolename"},db:"<database>"})

角色说明

• 备份恢复角色：backup、restore
• 超级用户角色：root
• 内部角色：system

角色	权限描述
read	可以读取指定数据库中任何数据
readWrite	可以读写指定数据库中任何数据，包括创建、重命名、删除集合
readAnyDatabase	可以读取所有数据库中任何数据（除了数据库config和local之外）
readWriteAnyDatabase	可以读写所有数据库中任何数据（除了数据库config和local之外）
userAdminAnyDatabase	可以在指定数据库创建和修改数据库用户（除了数据库config和local之外）
dbAdminAnyDatabase	可以读取任何数据库以及对数据库进行清理、修改、压缩、获取统计信息、执行检查等操作（除了数据库config和local之外）
dbAdmin	可以读取指定数据库以及对数据库进行清理、修改、压缩、获取统计信息、执行检查等操作
userAdmin	可以在执行数据库创建和修改用户
clusterAdmin	可以对整个集群或数据库系统进行管理操作
backup	备份MongoDB数据最小的权限
restore	从备份文件中还原回复MongoDB数据（除了system.profile集合）的权限
root	超级账号、超级权限

单实例环境下 -安全认证的操作

目标：对单实例的MongoDB服务开启安全认证，这里的单实例是指为开启副本集或分片的MongoDB实例

• 关闭已经开启的服务

  • 快速关闭的方法 --通过kill直接杀死相关进程

  • 注：如果一旦因为数据损坏，则需要进行文件修复

    #删除lock文件
    rm -rf /data/mongo/data/db/*.lock#数据恢复
    /usr/local/mongodb/bin/mongod --repair --dbpath=/data/mongo/data/db
    

  • 用户创建

    #切换到admin库
    use admin#创建超级管理员
    db.createUser({user:"myroot",pwd:"123456",roles:["root"]})#创建专门用来管理admin的账号myadmin，只用来作为用户权限管理
    db.createUser({user:"myadmin",pwd:"123456",roles:[role:"userAdminAnyDatabase",db:"admin"]})#查看已经创建的用户
    db.system.user.find();#删除用户
    db。dropUser("myadmin")#修改密码
    db.changeUserPassword("myroot","123456")
    

注：mongo开启用户认证时，需要先不开启认证，启动服务创建好用户之后在进行认证开启

• 快速关闭的方法 --通过kill直接杀死相关进程

• 注：如果一旦因为数据损坏，则需要进行文件修复

  #删除lock文件
  rm -rf /data/mongo/data/db/*.lock#数据恢复
  /usr/local/mongodb/bin/mongod --repair --dbpath=/data/mongo/data/db
  

• 用户创建

  #切换到admin库
  use admin#创建超级管理员
  db.createUser({user:"myroot",pwd:"123456",roles:["root"]})#创建专门用来管理admin的账号myadmin，只用来作为用户权限管理
  db.createUser({user:"myadmin",pwd:"123456",roles:[role:"userAdminAnyDatabase",db:"admin"]})#查看已经创建的用户
  db.system.user.find();#删除用户
  db。dropUser("myadmin")#修改密码
  db.changeUserPassword("myroot","123456")
  

注：mongo开启用户认证时，需要先不开启认证，启动服务创建好用户之后在进行认证开启