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MongoDB基本概念

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MongoDB基本概念

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# 可以显示所有数据的列表
show dbs

# db 显示当前数据库对象或集合
> db
test

# use 可以连接到一个指定的数据库
use local

数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意 UTF-8 字符串。

  • 不能是空字符串（””)。
  • 不得含有’ ‘（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
  • 应全部小写。
  • 最多64字节。

有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。

  • 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: 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。

文档(Document)

RDBMS (关系数据库管理系统：Relational Database Management System) 与 MongoDB 对应的术语:

微信截图_20200921170852.png

需要注意的是：

  • 文档中的键/值对是有序的。
  • 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。
  • MongoDB区分类型和大小写。
  • MongoDB的文档不能有重复的键。
  • 文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。

文档键命名规范：

  • 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
  • .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
  • 以下划线”_”开头的键是保留的(不是严格要求的)。

集合

当第一个文档插入时，集合就会被创建。

合法的集合名

  • 集合名不能是空字符串””。
  • 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
  • 集合名不能以”system.”开头，这是为系统集合保留的前缀。
  • 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。

capped collections

名词解释：

capped：用…覆盖顶部（或端部）

Capped collections 就是固定大小的 collection。

它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 “RRD” 概念类似(round robin database,即环形数据库)。

Capped collections 是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能和标准的 collection 不同，你必须要显式的创建一个 capped collection，指定一个 collection 的大小，单位是字节。collection 的数据存储空间值提前分配的。

Capped collections 可以按照文档的插入顺序保存到集合中，而且这些文档在磁盘上存放位置也是按照插入顺序来保存的，所以当我们更新 Capped collections 中文档的时候，更新后的文档不可以超过之前文档的大小，这样话就可以确保所有文档在磁盘上的位置一直保持不变。

由于 Capped collection 是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。MongoDB 的操作日志文件 oplog.rs 就是利用 Capped Collection 来实现的。

要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。

db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})

size 是整个集合空间大小，单位为【KB】

max 是集合文档个数上线，单位是【个】

如果空间大小到达上限，则插入下一个文档时，会覆盖第一个文档；如果文档个数到达上限，同样插入下一个文档时，会覆盖第一个文档。
两个参数上限判断取的是【与】的逻辑。

  • 在 capped collection 中，你能添加新的对象。
  • 能进行更新，然而，对象不会增加存储空间。如果增加，更新就会失败 。
  • 使用 Capped Collection 不能删除一个文档，可以使用 drop() 方法删除 collection 所有的行。
  • 删除之后，你必须显式的重新创建这个 collection。
  • 在 32位机器中，capped collection 最大存储为 1e9( 1X109)个字节，约为482.5M,64位上只受系统文件大小的限制。。
  • 对固定集合进行插入速度极快
  • 按照插入顺序的查询输出速度极快
  • 能够在插入最新数据时,淘汰最早的数据

用法

用法1:储存日志信息
用法2:缓存一些少量的文档

元数据

数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：

dbname.system.*

在MongoDB数据库中名字空间 <dbname>.system.* 是包含多种系统信息的特殊集合 (Collection)，如下:

微信截图_20200921174139.png

对于修改系统集合中的对象有如下限制。

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在 {{system.indexes}} 插入数据，可以创建索引。
但除此之外该表信息是不可变的(特殊的 `drop index` 命令将自动更新相关信息)。

{{system.users}} 是可修改的。 {{system.profile}} 是可删除的。

MongoDB 数据类型

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ObjectId

ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：

  • 前 4 个字节表示创建 unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时
  • 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，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:

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> var newObject = ObjectId()
> newObject.getTimestamp()
ISODate("2017-11-25T07:21:10Z")
ObjectId 转为字符串

> newObject.str
5a1919e63df83ce79df8b38f

字符串

BSON 字符串都是 UTF-8 编码。

时间戳

BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 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位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）
后32位是在某秒中操作的一个递增的序数
在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。

在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。

BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。

日期

表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。

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> var mydate1 = new Date()     //格林尼治时间
> mydate1
ISODate("2020-09-21T09:49:56.273Z")
> typeof mydate1
object
> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间
> mydate2
ISODate("2020-09-21T09:50:29.386Z")
> typeof mydate2
object

这样创建的时间是日期类型，可以使用 JS 中的 Date 类型的方法。

返回一个时间类型的字符串：

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> var mydate1str = mydate1.toString()
> mydate1str
Mon Sep 21 2020 17:49:56 GMT+0800
> typeof mydate1str
string
> Date()
Mon Sep 21 2020 17:51:15 GMT+0800

参考：

MongoDB 概念解析