MongoDB数据库基本概念&文档引用

18-02-22 来源：[db:作者]

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MongoDB 基本概念

以下是部分SQL术语概念和MongoDB 术语概念的对照：

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 database

一个mongodb中可以建立多个数据库，?默认的数据库为 "db" ，该数据库存储在启动参数 dbpath 指定的目录中；MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库 database，每一个 database 都有自己的集合 collection 和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中；
以下是查看数据库的一些基本的指令：
?

# 显示当前权限下 mongodb 所有的数据库

show dbs ?

show databases

# 显示当前数据库对象或集合名称

db

# 连接（使用）指定的数据库

use data_name

mongodb 有以下保留数据库，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；

集合 colletion

collection 是 mongodb 的文档组，类似于 RDBMS 中的表格 table；集合存在于数据库中，集合没有固定的结构，即在对集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下插入集合的数据都会有一定的关联性，如可以将以下不同数据结构的文档插入到文档中：?

{"site":"www.baidu.com"}

{"site":"www.google.com","name":"Google"}

以下是查看 collection 的指令：
?

use local

show collections ? ? # 显示当前 db 下的所有 collection

show tables ? ? ? ? ?# 同上

对于 collection 的命名，不能以 "system." 开头，同时最好不要存在系统保留字符；

文档 document

document 是一组键值(key-value)对(即BSON)，mongo 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型；一个简单的 document 例子如下：
?

{"site":"www.google.com","name":"Google"}

在 document 中的值可以是 mongodb 支持的各种数据类型，区分类型和大小写，在一个 document 不能存在相同的 key，而且 document 的 key 为 string 类型（一般情况下为 UTF-8 编码格式）；

元数据

mongodb 的每一个数据库的元数据（元信息）存储在 .system.* ?下的 collection 中，主要的 colletion 如下：

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

对于修改系统集合中的对象有如下限制。{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；{system.users} 是可修改的；{system.profile} 是可删除的；

数据类型

?mongoDB 支持多种数据类型，以下是常用的几种；

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。根据环境所在的服务器，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。

MongoDB ObjectId?

mongodb 的 ObjectId 用于表示文档的 _id 键，通常为自动生成，ObjectId 是一个 12 字节的 BSON 类型数据，格式如下：?

_id : ObjectId("5a83c0d8a04c12209d79eea1")

 <时间戳-4个字节><机器识别码-3个字节><进程ip(PID)-2个字节><随机数-3个字节>

创建新的ObjectId?

> newObjectId = ObjectId()

# 可以使用自己创建的 ObjectId 代替系统自动创建的 ObjectId

> myObjectId = ObjectId("5349b4ddd2781d08c09890f4")

获取文档的时间戳?

>ObjectId("5349b4ddd2781d08c09890f4").getTimestamp()

ISODate("2014-04-12T21:49:17Z")

ObjectId 转换为字符串?

> new ObjectId().str

5a85711e049466e633bc36ba

MongoDB 的关系

MongoDB 的关系表示多个文档之间在逻辑上的相互联系，文档间可以通过嵌入和引用来建立联系。MongoDB 中的关系包括以下：1:1?
1: N?
N: 1?
N: N?
以下是 2 个简单的文档结构：user 文档?

 ? "_id":ObjectId("52ffc33cd85242f436000001"),

 ? "name": "Tom Hanks",

 ? "contact": "987654321",

address 文档?

 ? "_id":ObjectId("52ffc4a5d85242602e000000"),

 ? "building": "22 A, Indiana Apt",

 ? "pincode": 123456,

 ? "city": "Los Angeles",

 ? "state": "California"

user 和 address 之间的关系是 1：N ，可以使用以下 2 种方式表示它们的关系：

嵌入式关系

可以将 address 嵌入到 user 文档种，这样的优势是比较直观，查找操作方便，但是随着数据量增大，会很影响读写速度；?

 ? "_id":ObjectId("52ffc33cd85242f436000001"),

 ? "contact": "987654321",

 ? "name": "Tom",

 ? "address": [

 ? ?  {

 ? ? ? ? "building": "22 A, Indiana Apt",

 ? ? ? ? "pincode": 123456,

 ? ? ? ? "city": "Los Angeles",

 ? ? ? ? "state": "California"

 ? ?  },

 ? ?  {

 ? ? ? ? "building": "170 A, Acropolis Apt",

 ? ? ? ? "pincode": 456789,

 ? ? ? ? "city": "Chicago",

 ? ? ? ? "state": "Illinois"

 ? ?  }

 ?  ]

查找操作如下：?

# 查找 user Tom 的第一个地址

> db.users.findOne({name:"Tom",address:1})

引用式关系

引用式关系把用户数据文档和用户地址数据文档分开，通过引用文档的 id 字段来建立关系，建立文档引用的方式也由2种：

1. 手动引用

user 文档中引用 address 文档的 ObjectId??

 ? "_id":ObjectId("52ffc33cd85242f436000001"),

 ? "contact": "987654321",

 ? "name": "Tom Benzamin",

 ? "address_ids": [

 ? ?  ObjectId("52ffc4a5d85242602e000000"),

 ? ?  ObjectId("52ffc4a5d85242602e000001")

? ]

查找操作如下：
?

# 查找 user Tom 的第一个地址

> var result = db.users.findOne( {name:"Tom",address_ids:1} )

> var address = db.address.find( {'_id':{$in:result["address_ids"]}} )

2. DBrefs 引用

可以使用 DBrefs 来编写引用地址，在定义 ObjectId 的同时定义集合名称和数据库名称，这样的查询方式更加将简便；DBreds 引用的格式为：{ $ref : colletcion_name , $id : objectId_val, $db: database_name:? }$ref：集合名称；
$id：引用的 id；
$db：引用的数据库名称，可选；
假设 address 文档位于 testdb 数据库的 address_unit 集合中；user 文档如下：?

 ? "_id":ObjectId("53402597d852426020000002"),

 ? "contact": "987654321",

 ? "name": "Tom",

 ? "address":[

 ? ? ? {

 ? ? ? ? ? "$ref": "address_unit",

 ? ? ? ? ? "$id": ObjectId("534009e4d852427820000002"),

 ? ? ? ? ? "$db": "testdb"

 ? ? ?  },

 ? ? ?  {

 ? ? ? ? ? "$ref": "address_unit",

 ? ? ? ? ? "$id": ObjectId("53433454d852427820000002"),

 ? ? ? ? ? "$db": "testdb"

 ? ? ?  },

 ?  ]