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MongoDB 数据库

发布时间:2024-08-27 17:48

【一】MongoDB 简介

MongoDB 是一种介于关系型数据库和非关系型数据库之间的产品,被认为是非关系型数据库中功能最全面、最接近关系型数据库的数据库之一。它采用了类似 JSON 的 BSON 格式,支持松散的数据结构,因此能够存储复杂的数据类型。其主要特点包括高性能、易于部署和使用,以及便捷的数据存储。

1. MongoDB 的主要功能特点
MongoDB 的关键功能特点如下:

①集合导向的存储,便于存储对象类型的数据。
②模式自由,采用无模式的数据结构。
③支持动态查询,兼容 SQL 中的大多数查询功能。
④全面支持索引,包括内部对象的索引。
⑤具备复制和故障恢复功能。
⑥支持高效的二进制数据存储,适合大型对象(如视频等)。
⑦自动处理分片,支持云计算环境下的扩展性。
⑧支持多种编程语言,如 Golang、Ruby、Python、Java、C++、PHP、C# 等。
⑨使用 BSON(JSON 的扩展)作为文件存储格式。
⑩支持通过网络访问。

2. MongoDB 的核心概念
在 MongoDB 中,存储数据的三个核心概念是文档、集合和数据库,分别说明如下:

(1)文档
文档是 MongoDB 中存储数据的基本单元,类似于关系型数据库中的行,但更为复杂。文档由多个键值对有序组合而成,是数据存储和操作的基本对象。

(2)集合
集合是文档的集合体,类似于关系型数据库中的表。由于集合没有固定的模式,集合中的文档可以各不相同。

(3)数据库
MongoDB 的数据库由多个集合组成,而集合由多个文档构成。一个 MongoDB 实例可以包含多个数据库,这些数据库相互独立,并拥有各自的权限控制。不同的数据库在磁盘上存储于不同的文件中。MongoDB 包含以下系统数据库:

①admin 数据库:用于权限管理。如果在创建用户时将其添加到 admin 数据库,则该用户自动继承所有数据库的权限。
②local 数据库:该数据库不会被复制,用于存储本地服务器的任意集合。
③config 数据库:在 MongoDB 使用分片模式时,该数据库用于存储分片信息。

【二】MongoDB 的安装步骤

在 Linux 服务器上安装 MongoDB 的步骤如下:

1. 选择 MongoDB 数据库
MongoDB 的下载地址为 https://www.mongodb.com/try/download/community。打开链接后,根据需求选择安装的版本、操作系统和安装包形式。此处选择版本 6.0.3,Package 选择 tgz。如果需要 MongoDB Database Tools,可以选择 MongoDB 4.4 以下版本,或单独下载 MongoDB Database Tools。在下载按钮上右击并选择“复制链接地址”命令。如图所示:

注意:MongoDB 的偶数版本(如 3.2.x、3.4.x、3.6.x)为稳定版,通常用于生产环境;奇数版本(如 3.1.x、3.3.x、3.5.x)为开发版,通常用于开发环境。

2. 下载 MongoDB 数据库
进入 opt 目录,在线访问第(1)步复制的下载链接,执行以下命令:

3. 配置 MongoDB 数据库
配置 MongoDB 时,需要创建多个目录,包括数据文件目录、配置文件目录、日志文件目录。MongoDB 数据库的目录结构如下所示:

执行以下命令创建目录:

4. 配置环境变量
为系统配置环境变量,执行以下命令:

在文件中添加如下配置:

保存并退出后,输入以下命令使环境变量生效:

【三】MongoDB 操作指南

以下是介绍 MongoDB 数据库的常见操作,包括启动、关闭及远程连接等内容。

1. MongoDB 启动方法

MongoDB 数据库可以通过命令行、配置文件和守护进程(Daemon)三种方式启动,具体操作如下:

①命令行启动:如果环境变量配置已完成,可直接在终端中输入 `mongod` 命令,无需切换到 `/opt/mongo/bin` 目录。


②配置文件启动(推荐方式),使用以下命令启动:


③Daemon 启动:使用以下命令启动守护进程,并确保带上 `--logpath` 参数:

注意:在使用 Daemon 方式启动时,务必包含 `--logpath` 参数,以确保日志路径正确配置。

2. MongoDB 关闭方法

关闭 MongoDB 数据库可以通过标准关闭和快速关闭两种方式进行:

(1)标准关闭
如果 MongoDB 正在运行并连接中,可以先切换到 `admin` 数据库,然后使用 `db.shutdownServer()` 命令来安全地关闭服务器,参考如下:

(2)快速关闭
查找实例进程后,通过 `kill -2 pid` 或 `kill -15 pid` 命令来终止进程。注意,快速关闭可能会导致数据不一致。命令如下:

注意:切勿使用 `kill -9 pid` 来终止 MongoDB 进程,这可能会导致数据损坏。

3. MongoDB 远程连接

首先,需要安装 MongoDB Shell 工具来连接数据库。最新版本的 MongoDB 不再自带该工具,可从官网 https://www.mongodb.com/try/download/shell 下载,选择如图所示的配置。

在 `Download` 按钮上右击,选择“复制下载链接”命令,然后使用如下命令在线下载:

下载完成并安装后,如图所示,表示 MongoDB 已成功连接。

接下来,为 `admin` 数据库设置账号和密码,使用如下命令:

最后,使用客户端工具 `nosqlbooster4mongo-7.1.16` 测试是否可以成功连接到 MongoDB 数据库。

MongoDB 默认监听 27017 端口。在测试前,需将 27017 端口加入防火墙,或者关闭防火墙,测试工具可从官网 https://nosqlbooster.com/downloads 下载,支持 Windows、Linux 和 Mac OS 系统,如图所示:

下载并打开测试工具后,输入服务器的 IP 地址和名称,如图所示:

然后输入先前设置的用户名、密码和数据库名称,如图所示:

点击 `Save & Connect` 按钮,如果显示如下图的界面,表示已成功远程连接到 MongoDB。

 

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