介绍 MongoDB
MongoDB 是一个由 C++ 编写的，分布式文档型数据库。在高负载的情况下，可以添加更多的节点，可以保证服务器性能。MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值对构成，MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含字面量，其他文档，数组及文档数组。
特点
MongoDB 的特点是：
- 支持索引，利用索引可以实现更快的排序。
- 支持数据分片和数据复制，也就是具备分布式能力。
- 支持 Map/Reduce，用于对数据进行批量的处理和聚合操作。
- 允许在服务器端执行 Javascript 脚本。
概念
在 mongodb 中，最基本的概念就是文档、集合、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 | 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 |
数据库
在 MongoDB 中，可以建立多个数据库。show dbs 命令可以显示所有数据的列表，db 命令显示当前连接的数据库，use 命令切换选择数据库。
在 MongoDB 中，一些数据库名是保留的，具有特殊的功能。
- admin： 从权限的角度来看，这是 root 数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
- local：用于存储在本地集合，在集群部署时不会被复制。
- 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。
文档
MongoDB 数据库中的文档是类似于 json 的键值对，所以 MongoDB 被称之为文档型数据库。但是与关系型数据库不同的是，Mongo DB 的文档有以下特性：
- MongoDB 是无模式的，也就是说，MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，甚至不同文档中相同的字段可以设置不同的数据类型。
- MongoDB 文档之间是不提供表联合的，但是可以在一个文档中嵌入其他的文档，甚至是文档列表。
- MongoDB 文档的主键为 _id，是 MongoDB 自动生成的。
集合
集合就是 MogoDB 中的文档组，存在于数据库中，集合没有固定的结构。当第一个文档插入时，集合就会被创建。
系统集合的前缀为
system.，所以用户自定义的集合名称不能只用该前缀。
capped collections
在 mongodb 中，有一种特殊的集合，即 capped collections（固定集合）。固定集合可以声明集合的大小，其类似于循环队列数据占满时会覆盖前面的数据。capped collections 有以下特性：
- 由于 capped collections 按照文档的插入顺序而不是使用索引确定插入位置，这样的话可以提高增添数据的效率，写效率非常高。
- 自动覆盖掉最老的文档，因此不需要再配置额外的工作来进行旧文档删除。
- 不可以删除文档，但是可以更新文档（并且更新文档的大小不能超过原来大小，确保位置不会变化）。
capped collections 非常适合记录日志等场景。
capped collections 必须在使用前显式创建。
1 | db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000}) |
元数据
数据库的元数据存储在了集合命名空间 dbname.system.* 中，是包含多种系统信息的特殊集合。
| 集合命名空间 | 描述 |
|---|---|
| dbname.system.namespaces | 列出所有名字空间。 |
| dbname.system.indexes | 列出所有索引。 |
| dbname.system.profile | 包含数据库概要(profile)信息。 |
| dbname.system.users | 列出所有可访问数据库的用户。 |
| dbname.local.sources | 包含复制对端（slave）的服务器信息和状态。 |
数据类型
在 mongodb 的文档中，键为字符串，值可以是多种数据类型。 mongodb 提供多种数据类型，如下：
| 数据类型 | 描述 |
|---|---|
| String | 字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中，UTF-8 编码的字符串才是合法的。 |
| Integer | 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器，可分为 32 位或 64 位。 |
| Boolean | 布尔值。用于存储布尔值（真/假）。 |
| Double | 双精度浮点值。用于存储浮点值。 |
| Min/Max keys | 将一个值与 BSON（二进制的 JSON）元素的最低值和最高值相对比。 |
| Array | 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。 |
| Timestamp | 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。 |
| Object | 用于内嵌文档。 |
| Null | 用于创建空值。 |
| Symbol | 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型，但不同的是，它一般用于采用特殊符号类型的语言。 |
| Date | 日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间：创建 Date 对象，传入年月日信息。 |
| Object ID | 对象 ID。用于创建文档的 ID。 |
| Binary Data | 二进制数据。用于存储二进制数据。 |
| Code | 代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。 |
| Regular expression | 正则表达式类型。用于存储正则表达式。 |
ObjectId
ObjectId 类似于唯一主键，包含12字节。含义为：
- 前四个字节标识时间戳，为格林尼治时间。
- 接下来的 3 个字节是机器标识码。
- 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID。
- 最后三个字节是随机数。
MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象。
由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以不需要为文档保存时间戳字段，可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间。
时间戳和日期
在 MongoDB 中，时间戳用于 MongoDB 内部使用，与普通的日期类型不相关。时间戳值是一个 64 位的值，其中前 32 位为时间戳，后 32 位为在某秒操作中的一个递增序数。在单个 MongoDB 实例中，时间戳是唯一的。在复制集中， oplog 有一个 ts 字段为时间戳类型，表示了操作时间。
日期在 MongoDB 中存储为一般的时间戳，日期用于表示时间，供应用层使用。