MongoDB权威指南学习笔记(1)--基础知识与对文档的增删改查

earthchen

发布于 2020-09-24 15:30:17

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Mongo

基础知识与对文档的增删改查

基础知识

文档

文档就是键值对的一个有序集，例如

{"greeting":"hello"}

文档中的值可以时多种不同的数据类型；文档中的键时字符串，但有少数例外情况

键不能含有\0（空字符）
.和$具有特殊含义，只能在特定环境下使用

集合

集合就是一组文档，一个集合就相当于关系数据库的一张表

动态模式

集合时动态模式的，就是说集合里面的文档可以时各式各样的。

命名

命名需要满足以下条件：

不能是空字符串
不能包含\0字符
不能以system.开头
不能包含$

子集合

使用.来分割不同命名空间的子集合，例如一个博客系统可能包含两个集合，分别时blog.posts和blog.authors。

数据库

数据库就是多个集合，一个mongo实例可以承载多个数据库，每个数据库可以有多个集合，每个数据库都有独立的权限。

数据库命名需要满足以下条件

不能是空字符串
不能含有特殊字符，基本只能使用字母和数字
区分大小写，（应全部小写）
最多为64字节

有一些数据库名时保留的，可以直接访问这些特殊含义的数据库

admin: root数据库
local：不可复制，所有本地集合都可以存储在其中
config：用于存储分片信息

shell

功能完备的JavaScript解释器，可以运行任意JavaScript程序

mongodb客户端

db：查看当前指向那个数据库 $ db
use: 选择数据库 $ use foobar

基本操作

创建

insert函数将一个文档添加到集合中。

// 声明post变量
post={
    "title":"my blog test",
    "content":"blog post",
    "date":new Date()
}
// 插入blog集合
db.blog.insert(post)

查询调用find方法

db.blog.find()

读取

find():查询所有文档（shell会自动显示最多20个匹配的文档）
findOne()：查询一个文档

更新

使用update()进行更新操作，接受两个参数，第一个限定条件，第二个时新的文档。

post.comments=[]
db.blog.update({title:"my blog test"},post)

删除

使用remove()方法将文档从数据库永久删除

如果不携带参数，会将集合内所有文档都删除
携带一个限定条件作为参数，会删除指定文档

数据类型

基本数据类型

null
布尔型
数值
字符串
日期
正则表达式
数组
内嵌文档
对象id
二进制数据
代码

使用MongoDB shell

在启动shell指定机器名和端口，就可以连接不同的机器

$ mongo some-host:30000/myDB

使用shell执行脚本

在shell中传递脚本 $ mongo script.js
使用laod()，从交互式shell运行脚本 load("scipt.js")

在脚本中可以访问db变量，以及其他全局变量，然而shell辅助函数不可以在文件中使用

在shell中使用run()执行命令行程序 run("ls","-l")
如果某些脚本被频繁加在，可以将他们添加到mongorc.js文件中，这个文件会在启动shell时自动运行

创建更新删除文档

插入并保存

使用insert()方法向目标集合插入一个文档

db.foo.insert({"bar":"baz"})

批量插入

使用batchInsert()方法向目标集合批量插入文档

db.foo.insert([{"_id":0},{"_id":1},{"_id":2}])

不能在单词请求中将多个文档批量插入多个集合中
如果在执行批量插入的过程中有一个文档插入失败，那么在该文档之前的所有文档都会成功插入，这个文档之后的文档都会插入失败
插入文档的_id不能重复
在批量插入遇到错误时，可以使用continueOnError选项忽略错误并继续执行后续插入，但在shell中并不支持，在驱动中可以执行

插入校验

mongo只对数据进行最基本的检查，检查文档的基本结构，如果没有_id字段，就自动增加一个，并且所有文档都必须小于16MB

删除文档

使用remove()删除

删除速度

删除文档通常很快，如果要清空集合，建议使用drop直接删除集合（然后在空集合上重建索引）

更新文档

使用update()进行更新

更新操作不可分割，先到先执行

文档替换

用一个新文档完全替换匹配的文档，这适用于大规模迁移的情况

使用修改器

通常文档只会有一部分字段要更新，所以可以使用原子性的更新修改器，指定对文档中的某些字段进行更新。

更新修改器是种特殊的键，用来制定复杂的更新操作

设置操作

$set修改器:用来制定一个字段的值，如果这个字段不存在，则创建它。这对更新模式或者增加用户定义的键非常方便。

向已有的集合中添加字段

db.blog.update(
    {
    "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
     },
    {
        "$set":{
                "test":"test"
            }
      }
)

修改集合中已有的字段(可以修改键的类型或内嵌文档)

增加、修改、删除键时，应该使用$修改器

增加减少操作

$inc修改器：用来增加已有键的值，如果该键不存在那就创建一个。对于更新分析数据、因果关系等有数值变化的地方非常方便

更新id为xxx的value=value+1

db.foo.update({
            "_id":ObjectId("5ace332ff02a40eb6148fc36")
        },
        {
            "$inc":{
                "value":1
            }
    }
)

除了_id不能修改其他都可以修改
和$set用法类似，专门用来增加或减少数字的
只能用于整型、长整型或双精度浮点型的值

数组修改器

有一大类修改器可以用于操作数组

添加元素

push修改器：如果数组已经存在，push会向已有的数组末尾加入一个元素，要是没有就创建一个新的数组

db.blog.update(
    {
        "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
     },
    {
        "$push":{
            "posts":{
                "name":"joe",
                    "email":"xxx@qq.com"
            }
        }
    }
)


/* 1 */
{
    "_id" : ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34"),
    "title" : "my blog test2",
    "content" : "blog post2",
    "date" : ISODate("2018-04-11T15:10:17.952Z"),
    "test" : "test",
    "posts" : [ 
        {
            "name" : "joe",
            "email" : "xxx@qq.com"
        }
    ]
}

以上是一种比较简单的push使用形式，也可以应用在一些比较复杂的数组操作，使用each子操作符，可以通过一次

添加多个元素到数组中

db.blog.update(
    {
        "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
     },
    {
        "$push":{
            "posts":{
                "$each":[111,1111,111111]
            }
        }
    }
)

如果希望数组的长度时固定的，可以使用slice和push组合在一起使用，可以保证数组不会超过设定好的最大长度，实际上就得到了一个最多包含n个元素的数组

db.blog.update(
    {
        "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
     },
    {
        "$push":{
            "posts":{
                "$each":[111,1111,111111]，
                "$slice":-10
            }
        }
    }
)

slice的值必须时负整数，如果数组的元素数量小鱼10(push之后)，那么所有元素都会被保留，如果数组的元素大于10，那么只有最后10个元素会被保留。

可以在清理元素之前使用$sort，只要向数组中添加子对象就需要清理

db.blog.update(
    {
        "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
     },
    {
        "$push":{
            "posts":{
                "$each":[111,1111,111111]，
                "$slice":-10,
                "$sort":{
                    "rating":-1
                }
            }
        }
    }
)

这样会根据rating字段的值对数组中所有元素进行排序，然后保留前10个。

不能只将slice或者sort和push配合使用，且必须使用each

将数组作为数据集使用

如果想将数组作为数据集使用，保证数组内的元素不会重复。可以使用$ne实现。

例如:要是作者不在引文列表中，就添加进去

db.papers.update(
    {
        "authors cited":{
            "$ne": "Richie"
        }
    },
    {
        "$push":{
            "authors cited":"Richie"
        }
    }
)

实现上述需求，还可以使用addToSet实现，有些时候，更适合用addToSet例如：有一个表示用户的文档，已经有了电子邮件地址的数据集，添加新地址时，用

db.users.update(
    {
        "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
    },
    {
        "$addToSet":{
            "emails":"doe@gmail.com"
        }
    }
)

将addToSet和each组合可以实现添加多个不同的值，可以一次添加多个邮件地址，

db.users.update(
    {
        "_id":ObjectId("5ace2559f02a40eb6148fc34")
    },
    {
        "$addToSet":{
            "emails":{
                "$each”: ["xxx@xxx.com","1111@xxx.com"]
            }
        }
    }
)

删除元素

$pop修改器:从数组的任何一端删除元素

从数组末尾删除一个元素

{
    "$pop":{
        "key":1
    }
}

从数组头部删除一个元素

{
    "$pop":{
        "key":-1
    }
}

$pull：居于特定条件删除元素，而不仅仅以及元素位置

db.lists.update({},
    {
        "$pull":{
            "todo":"xxx"
        }
    }
)

删除todo等于xxx的文档

基于位置的数组修改器

若时数组中有多个值，我们只想对其中的一部分进行操作，有另种方式

通过位置增加第一个评论的投票数量

db.blog.update(
    {
        "post":post_id
    },
    {
        "$inc":{
            "commonts.0.votes:1
        }
    }
)

,用来定位查询文档已经匹配的数组元素、进行隔壁服更新要是用户john把名字改成了Jim，就可以用定位符替换他在评论中的名字

db.blog.update(
    {
        "comments.author":"john"
    },
    {
        "$set":{
            "commonts.$.votes":"jim"
        }
    }
)

upsert

是一种特殊的更新，要是没有找到符合更新条件的文档，就会以这个条件和更新文档为基础创建一个新的文档，如果找到了匹配的文档，则正常更新。

upsert非常方便，不必预制集合，同一套代码既可以用于创建文档也可以用于更新文档

记录网站页面访问次数的例子：

db.analytics.update(
    {
        "url":"/blog"
    },
    {
        "$inc":{
            "pageviews":1
        }
    },
    true
)

第三个参数true表示这是个upsert
upsert操作时原子性的，创建文档会将条件文档作为基础，然后对他应用修改器文档

save hello 帮助程序

save时一个shell函数，如果文档不存在，它会自动创建文档，如果文档存在，它就更新这个文档，它只有一个参数，文档。要是这个文档含有_id键，save会调用upsert,否在会调用insert

更新多个文档

默认情况下，更新只能对符合匹配条件的第一个文档执行操作，要是有多个文档符合条件，只有第一个文档会呗更新。

如果要更新所有匹配的文档，可以将update的第四个参数设置为true

db.users.update({
        "brithday":"10/13/1978"
    },
    {
        "$set":{
            "gift":"happy birhday"
        }
    },
    false,
    true
)

返回呗更新的文档

findAndModift能够在一个操作中返回匹配结果并进行更新

查询

find

指定需要返回的键

有时并不需要将文档中所有键/值对都返回，可以通过find(或findOne)的第二个参数来指定想要的键。这样可以减少传输的数据量，又能节省客户端解码文档的时间和内存消耗。

db.users.find({},{
    "username":1,
    "email":1
})

如果不指定”_od”是否返回，”_id”是默认呗返回的

既然可以选择需要的键，当然也可以排除查询结果中的某些键值对

db.users.find({},{
    "xxx":0
})

查询条件

比较操作符：

$lt ：<
$lte:<=
$gt:>
$gte:>=

例如查询“age”字段大于等于18、小于等于30的所有文档

db.users.find({
    "age":{
        "$gte":18,
        "$lte":30
    }
})

OR查询

有两种方式进行OR查询：

$in可以用于查询一个键的多个值

db.users.find({
    "user_id":{
        "$in":[123456,"joe"]
    }
})

与in相反的是nin，将返回与数组中所有条件都不匹配的文档

$or可以在多个键中查询任意的给定值

db.raffle.find({
    "$or";[
        {
            "ticket_no":725
        },
        {
            "winner":true
        }
    ]
})

$not

是元条件句，可以用在任何其他条件之上，表示否定的含义

条件语义

条件语句时内层文档的键，而修改器是外层文档的键

一个键可以在任意多个条件，但是一个键不能对应多个更新修改器

特定类型的查询

null

null不仅会匹配某个键的值为null的文档，而且还会匹配不包含这个键的文档。这个匹配还会返回缺少这个键的所有文档

如果仅想匹配键值为null的文档，既要检查该键的值是否时null，还要通过$exists条件判断键值是否存在。

正则表达式

正则表达式能够有效地匹配字符串。

例如: 想要查找所有名为Joe或者joe的用户，就可以使用正则表达式执行不区分大小写的匹配

db.users.find({
    "name":/joe/i
})

系统可以接受正则表达式标志(i)，但不一定要有。
mongoDB使用Perl兼容的正则表达式来匹配正则表达式

查询数组

查询数组元素和查询标量值是一样的

例如有一个水果列表

db.food.insert({
    "fruit":["aople","banana","peach"]
})

通过下面的查询可以成功匹配到文档

db.food.find({
    "fruit":"banana"
})

$all

如果需要通过多个元素来匹配数组，就需要使用$all。

要找到既有apple又有banana的文档 db.food.find({ "fruit":{ "$all":["apple","banana"] } })
如果不使用$all，那就是对整个数组进行精确匹配，但是精确匹配对于缺少元素或者元素沉余的情况不适用

下面将不能匹配到文档

db.food.find({
    "fruit":["apple","banana"]
})

如果想查询数组特定位置的元素，需要使用key.inex语法指定下标

将数组第三个元素和peach进行匹配

db.food.find({
    "fruit.2":"peach"
})

$size

用它查询特定长度的数组。

db.food.find({
    "fruit":{
        "$size":3
    }
})

$size并不能与其他查询条件组合使用，但是这种查询可以通过在文档中添加一个“size”的值

$slice操作符

可以返回某个键匹配的数组元的一个子集

假设现在有一个博客文章的文档，我们希望返回前10条评论

db.blog.posts.findOne(criteria,{
    "comments":{
        "$slice":10
    }
})

返回后10条

db.blog.posts.findOne(criteria,{
    "comments":{
        "$slice":-10
    }
})

指定偏移量以及希望返回的元素数量，来返回元素集合中间位置的某些结果

db.blog.posts.findOne(criteria,{
    "comments":{
        "$slice":[23,10]
    }
})

除非特别声明，否则使用$slice时返回文档中的所欲键，别的键说明符都是默认返回未提及的键

返回一个匹配的数组元素

希望返回与查询条件相匹配的任意一个数组元素，可以使用$操作符得到一个匹配的元素。

用如下的方式得到Bob的评论

db.blog.posts.find({
    "comments.name":"bob"
},{
    "comments.$":1
})

数组和范围查询的相互作用

文档中的标量(非数组元素)必须与查询条件中的每一条语句相匹配

使用elemMatch要求使用查询条件中的两个语句与一个数组元素进行比较，elemMatch不会匹配非数组元素

db.test.find({
    "x":{
        "$elemMatch":{
            "$gt"10,
            "$lt":20
        }
    }
})

查询内嵌文档

有两种方法可以查询内嵌文档

查询整个文档
针对其键/值对进行查询

查询整个内嵌文档与普通查询完全相同，例如有如下文档

{
    "name":{
        "first":"joe",
        "last":"schmoe"
    },
    "age":45
}

要查询姓名为joe schmoe的人可以这样

db.peop;e.find({
    "name":{
        "first":"joe",
        "last":"schmoe"
    }
})

如果想要查询一个完整的子文档，那么子文档必须精确匹配，如果joe决定添加一个代表钟建明的键，那么查询就不在可行。

如果允许的话，通常只针对内嵌文档的特定键值进行查询，我们一般使用点表示法查询内嵌文档的键

db.people.find({
    "name.first":"joe",
    "name.last":"schmoe"
})

查询文档可以包含点来表达进入内嵌文档内部的意思

$where查询

为安全起见，应该严格限制或消除$where语句的使用

最常见的应用就是比较文档中的两个键的值是否相等

游标

数据库使用游标返回find的执行结果，客户端对游标的实现通常能够对最终结果进行有效的控制。可以限制结果的数量，略过部分结果，根据任意键按任意顺序的组合对结果进行各种排序，或者执行一些强大的操作。

limit、skip、sort

要限制结果数量，可在find后使用limit函数

db.c.find().limit(3)

要是匹配的结果不到3个，则返回匹配数量的结果。

skip和limit类似，不过时跳过前n个匹配的文档，返回余下的文档

db.c.find().skip(3)

sort接受一个独享作为参数，这个对象时一组键值对，键对应文档的键名，值代表排序的方向。排序方向可以是1(升序)或者-1(降序)

db.c.find({
    "username":1,
    "age":-1
})

比较顺序

如果混合类型的键排序，其排序顺序是预先定义好的，优先级从小到大，其顺序如下：

最小值
null
数字
字符串
对象(文档)
数组
二进制数据
对象id
布尔型
日期型
时间戳
正则表达式
最大值

避免使用skip略过大量结果

不同skip对结果分页用limit返回结果的第一页，然后每个后续页面作为相对于开始的偏移量返回
随机选取文档在插入文档时给每个文档都添加一个额外的随机键

搞基查询选项

两种类型查询：

简单查询
封装查询

用于向查询中添加各种选项：

$maxscan : integer 指定本次扫描中扫描文档数量的上限
$min: document 查询的开始条件，在这样的查询中，文档必须与索引的键完全匹配
$max: document 查询的结束条件，在这样的查询中，文档必须与索引的键完全匹配

注：

上述测试在MongoDB 3.4.3-8-g05b19c6中成功
上述文字皆为个人看法，如有错误或建议请及时联系我

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原始发表：2018-04-11,，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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