学习目标

  • 了解什么是MongoDB
  • 掌握MongoDB的安装
  • 掌握MongoDB的常用命令
  • 掌握mongodb-driver的基本使用
  • 掌握SpringDataMongoDB的使用

第一章-MongoDB

知识点-MongoDB简介

1.目标

  • 了解什么是MongoDB

2.路径

  1. 为什么要使用MongoDB
  2. 什么是MongoDB
  3. MongoDB特点
  4. MongoDB体系结构
  5. MongoDB数据类型

3.讲解

3.1 为什么要使用MongoDB

对于这样的数据,我们更适合使用MongoDB来实现数据的存储

  1. 数据量大
  2. 写入操作频繁
  3. 价值较低

对于这样的数据,我们更适合使用MongoDB来实现数据的存储

3.2 什么是MongoDB

​ MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供==可扩展的高性能数据存储解决方案==。 ​ MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散,是类似json的bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。

3.3 MongoDB特点

​ Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。

它的特点是高性能、易部署、易使用,存储数据非常方便。主要功能特性有:

  1. 面向集合存储,易存储对象类型的数据。
  2. 模式自由。
  3. 支持动态查询。
  4. 支持完全索引,包含内部对象。
  5. 支持查询。
  6. 支持复制和故障恢复。
  7. 使用高效的二进制数据存储,包括大型对象(如视频等)。
  8. 自动处理碎片,以支持云计算层次的扩展性。
  9. 支持RUBY,PYTHON,JAVA,C++,PHP,C#等多种语言。
  10. 文件存储格式为BSON(一种JSON的扩展)。

3.4 MongoDB体系结构

​ MongoDB 的逻辑结构是一种层次结构。主要由:文档(document)、集合(collection)、数据库(database)这三部分组成的。逻辑结构是面向用户的,用户使用 MongoDB 开发应用程序使用的就是逻辑结构。

  1. MongoDB 的文档(document),相当于关系数据库中的一行记录。
  2. 多个文档组成一个集合(collection),相当于关系数据库的表。
  3. 多个集合(collection),逻辑上组织在一起,就是数据库(database)。
  4. 一个 MongoDB 实例支持多个数据库(database)。

文档(document)、集合(collection)、数据库(database)的层次结构:

MongoDb 关系型数据库Mysql
数据库(databases) 数据库(databases)
集合(collections) 表(table)
文档(document) 行(row)

3.5 MongoDB数据类型

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。
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。
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。

特殊说明:

  1. 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

  2. 时间戳

    BSON 有一个特殊的时间戳类型,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(1970年1月1日)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。

  3. 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。

3.6MongoDB和Redis比较【面试】

比较指标 MongoDB Redis 比较说明
实现语言 c++ c/c++ -
协议 ==BSON,自定义二进制== ==类telnet(TCP/IP)== -
性能 ==依赖内存 (内存映射文件技术)== ==依赖内存== Redis优于MongoDB
可操作性 丰富的数据表达,索引;最类似于关系型数据库,支持丰富的查询语句 数据类型丰富,较少的IO -
内存及存储 适合大数据量存储,依赖系统虚拟内存,采用镜像文件存储;内存占用率比较高,官方建议独立部署在64位系统 Redis2.0后支持虚拟内存特性(VM) 突破物理内存限制;数据可以设置时效性,类似于memcache 不同的应用场景,各有千秋
可用性 支持master-slave,replicatset(内部采用paxos选举算法,自动故障恢复),auto sharding机制,对客户端屏蔽了故障转移和切片机制 依赖客户端来实现分布式读写;主从复制时,每次从节点重新连接主节点都要依赖整个快照,无增量复制;不支持auto sharding,需要依赖程序设定一致性hash机制 MongoDB优于Redis;单点问题上,MongoDB应用简单,相对用户透明,Redis比较复杂,需要客户端主动解决.(MongoDB一般使用replicasets和sharding相结合,replicasets侧重高可用性以及高可靠,sharding侧重性能,水平扩展)
可靠性 从1.8版本后,采用binlog方式(类似Mysql) 支持持久化 依赖快照进行持久化;AOF增强可靠性;增强性的同时,影响访问性能 mongodb在启动时,专门初始化一个线程不断循环(除非应用crash掉),用于在一定时间周期内来从defer队列中获取要持久化的数据并写入到磁盘的journal(日志)和mongofile(数据)处,当然它不是在用户添加记录时就写到磁盘上
一致性 ==以前都版本不支持事务,靠客户端保证== ==最新4.x的支持事务== ==支持事务,比较脆,仅能保证事务中的操作按顺序执行== Redis优于MongoDB
数据分析 内置数据分析功能(mapreduce) 不支持 MongoDB优于Redis
应用场景 ==海量数据存储和访问效率提升== ==较小数据量的性能和运算== MongoDB优于Redis

知识点-MongoDB安装

1.目标

  • 掌握MongoDB的安装

2.路径

  1. window系统MongoDB安装
  2. Docker 环境下MongoDB安装
  3. 客户端的安装使用

3.讲解

####3.1 window系统MongoDB安装

  • 安装

      比如`mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-3.2.10-signed.msi` 按照提示步骤安装即可。安装完成后,软件会安装在C:\Program Files\MongoDB 目录中
    

​ 我们要启动的服务程序就是C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin目录下的mongod.exe,为了方便我们每次启动,我们可以像配置jdk一样,将C:\Program Files\MongoDB\Server\3.2\bin 设置到环境变量path中。

  • 启动
  1. 创建一个文件夹d:\data,用于存放数据的目录data

  2. 打开命令行窗口,执行以下命令

mongod --dbpath=D:\data

​ 我们在启动信息中可以看到,mongoDB的默认端口是27017,如果我们想改变默认的启动端口,可以通过–port来指定端口,例如

mongod --dbpath=D:\data -port 8989
  • 登录

再打开一个新的命令行窗口,执行以下命令:()

mongo 127.0.0.1:27017

以上命令中,如果ip是本地服务,端口号是27017,则后面的127.0.0.1:27017可以省略

  • 退出
exit

####3.2 Docker 环境下MongoDB安装

在Linux虚拟机中创建mongo容器,命令如下:

docker run -di --name=tensquare_mongo -p 27017:27017 mongo

在Window命令行窗口出入登录命令:

mongo 192.168.200.128

3.3客户端的安装和使用

Mongodb有很多可视化工具,这里我们使用robomongo,可以访问官网:https://robomongo.org/

我们可以看到有两个版本Studio 3T和Robo 3T

Studio 3T是一个功能很强大的收费版。。。

Robo 3T前身就是Robomongo,是一个免费的可视化工具,我们使用他可以很轻松的进行Mongodb的管理。

当然navicat也可以直接连接 我使用的是这个 具体的自行度娘

4.小结

  1. window里面安装: 避免中文和空格目录
  2. docker环境
    • 下载镜像
    • 启动容器
  3. 客户端

默认端口: 27017

知识点-常用命令

1.目标

  • 掌握MongoDB的常用命令

2.路径

  1. 数据库
  2. 集合
  3. 文档

3.讲解

####3.1 选择和创建数据库

选择和创建数据库的语法格式:

use 数据库名称

如果数据库存在则选择该数据库,如果数据库不存在则自动创建。以下语句创建commentdb数据库:

use commentdb

查看数据库:

show dbs

查看集合,需要先选择数据库之后,才能查看该数据库的集合:

show collections

3.2 插入与查询文档

选择数据库后,使用集合来对文档进行操作,插入文档语法格式:

db.集合名称.insert(数据);

插入以下测试数据:

db.comment.insert({content:"十次方课程",userid:"1011"})

查询集合的语法格式:

db.集合名称.find()

查询spit集合的所有文档,输入以下命令:

db.comment.find()

​ 发现文档会有一个叫_id的字段,这个相当于我们原来关系数据库中表的主键,当你在插入文档记录时没有指定该字段,MongoDB会自动创建,其类型是ObjectID类型。如果我们在插入文档记录时指定该字段也可以,其类型可以是ObjectID类型,也可以是MongoDB支持的任意类型。

输入以下测试语句:

db.comment.insert({_id:"1",content:"到底为啥出错",userid:"1012",thumbup:2020});
db.comment.insert({_id:"2",content:"加班到半夜",userid:"1013",thumbup:1023});
db.comment.insert({_id:"3",content:"手机流量超了咋办",userid:"1013",thumbup:111});
db.comment.insert({_id:"4",content:"坚持就是胜利",userid:"1014",thumbup:1223});
db.comment.insert({_id:"5",content:"手机没电了啊",userid:"1014",thumbup:923});
db.comment.insert({_id:"6",content:"这个手机好",userid:"1014",thumbup:123});

按一定条件来查询,比如查询userid为1013的记录,只要在find()中添加参数即可,参数也是json格式,如下:

db.comment.find({userid:'1013'})

只需要返回符合条件的第一条数据,我们可以使用findOne命令来实现:

db.comment.findOne({userid:'1013'})

返回指定条数的记录,可以在find方法后调用limit来返回结果,例如:

db.comment.find().limit(2)

3.3 修改与删除文档

修改文档的语法结构:

db.集合名称.update(条件,修改后的数据)

修改_id为1的记录,点赞数为1000,输入以下语句:

db.comment.update({_id:"1"},{thumbup:1000})

执行后发现,这条文档除了thumbup字段其它字段都不见了。

为了解决这个问题,我们需要使用修改器$set来实现,命令如下:

db.comment.update({_id:"2"},{$set:{thumbup:2000}})

删除文档的语法结构:

db.集合名称.remove(条件)

以下语句可以将数据全部删除,慎用~

db.comment.remove({})

删除条件可以放到大括号中,例如删除thumbup为1000的数据,输入以下语句:

db.comment.remove({thumbup:1000})

####3.4 统计条数

统计记录条件使用count()方法。以下语句统计spit集合的记录数:

db.comment.count()

按条件统计 ,例如统计userid为1013的记录条数:

db.comment.count({userid:"1013"})

3.5 模糊查询

MongoDB的模糊查询是通过正则表达式的方式实现的。格式为:

/模糊查询字符串/

查询评论内容包含“流量”的所有文档,代码如下:

db.comment.find({content:/流量/})

查询评论内容中以“加班”开头的,代码如下:

db.comment.find({content:/^加班/})

3.6 大于 小于 不等于

<, <=, >, >= 这个操作符也是很常用的,格式如下:

db.集合名称.find({ "field" : { $gt: value }}) // 大于: field > value
db.集合名称.find({ "field" : { $lt: value }}) // 小于: field < value
db.集合名称.find({ "field" : { $gte: value }}) // 大于等于: field >= value
db.集合名称.find({ "field" : { $lte: value }}) // 小于等于: field <= value
db.集合名称.find({ "field" : { $ne: value }}) // 不等于: field != value

查询评论点赞数大于1000的记录:

db.comment.find({thumbup:{$gt:1000}})

3.7 包含与不包含

包含使用$in操作符

查询评论集合中userid字段包含1013和1014的文档:

db.comment.find({userid:{$in:["1013","1014"]}})

不包含使用$nin操作符

查询评论集合中userid字段不包含1013和1014的文档:

db.comment.find({userid:{$nin:["1013","1014"]}})

3.8 条件连接

我们如果需要查询同时满足两个以上条件,需要使用$and操作符将条件进行关联(相当于SQL的and)。格式为:

$and:[ {条件},{条件},{条件} ]

查询评论集合中thumbup大于等于1000 并且小于2000的文档:

db.comment.find({$and:[ {thumbup:{$gte:1000}} ,{thumbup:{$lt:2000} }]})

如果两个以上条件之间是或者的关系,我们使用操作符进行关联,与前面and的使用方式相同,格式为:

$or:[ {条件},{条件},{条件} ]

查询评论集合中userid为1013,或者点赞数小于2000的文档记录:

db.comment.find({$or:[ {userid:"1013"} ,{thumbup:{$lt:2000} }]})

3.9 列值增长

对某列值在原有值的基础上进行增加或减少,可以使用$inc运算符:

db.comment.update({_id:"2"},{$inc:{thumbup:1}})

4.小结

  1. 语法下去过一遍就行

知识点-mongodb-driver使用

1.目标

  • 掌握mongodb-driver的基本使用

2.路径

  1. 什么是mongodb-driver
  2. 使用, 使用Java代码进行CRUD

3.讲解

3.1什么是mongodb-driver

​ mongodb-driver是mongo官方推出的java连接mongoDB的驱动包,相当于JDBC驱动。我们现在来使用mongodb-driver完成对Mongodb的操作。

添加以下依赖:

<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>mongodb-driver</artifactId>
    <version>3.10.1</version>
</dependency>

使用步骤:

  1. 创建工程, 导入坐标
  2. 创建MongoClient对象(相当于连接)
  3. 获得要操作数据库
  4. 获得要操作集合
  5. ==调用集合提供的方法操作文档==
  6. 释放资源

3.2 查询所有

@Test
public void test1() {
    //创建连接
    MongoClient client = new MongoClient("192.168.200.128");
    //打开数据库
    MongoDatabase commentdb = client.getDatabase("commentdb");
    //获取集合
    MongoCollection<Document> comment = commentdb.getCollection("comment");

    //查询
    FindIterable<Document> documents = comment.find();

    //查询记录获取文档集合
    for (Document document : documents) {
        System.out.println("_id:" + document.get("_id"));
        System.out.println("内容:" + document.get("content"));
        System.out.println("用户ID:" + document.get("userid"));
        System.out.println("点赞数:" + document.get("thumbup"));
    }
    //关闭连接
    client.close();
}

3.3根据_id查询

每次使用都要用到MongoCollection,进行抽取:

private MongoClient client;
private MongoCollection<Document> comment;

@Before
public void init() {
    //创建连接
    client = new MongoClient("192.168.200.128");
    //打开数据库
    MongoDatabase commentdb = client.getDatabase("commentdb");
    //获取集合
    comment = commentdb.getCollection("comment");
}

@After
public void after() {
    client.close();
}

测试根据_id查询:

@Test
public void test2() {
    //查询
    FindIterable<Document> documents = comment.find(new BasicDBObject("_id", "1"));

    //查询记录获取文档集合
    for (Document document : documents) {
        System.out.println("_id:" + document.get("_id"));
        System.out.println("内容:" + document.get("content"));
        System.out.println("用户ID:" + document.get("userid"));
        System.out.println("点赞数:" + document.get("thumbup"));
    }
}

3.4新增

@Test
public void test3() {
    Map<String, Object> map = new HashMap();
    map.put("_id", "6");
    map.put("content", "很棒!");
    map.put("userid", "9999");
    map.put("thumbup", 123);

    Document document = new Document(map);

    comment.insertOne(document);
}

3.5修改

@Test
public void test4() {
    //修改的条件
    Bson filter = new BasicDBObject("_id", "6");
    //修改的数据
    Bson update = new BasicDBObject("$set", new Document("userid", "8888"));

    comment.updateOne(filter, update);
}

3.6 删除

@Test
public void test5() {
    //删除的条件
    Bson filter = new BasicDBObject("_id", "6");

    comment.deleteOne(filter);
}

4.小结

  1. mongodb-driver: mongo官方提供的一个Java操作Mongo客户端 类似驱动
  2. 如果有条件, 我们使用 new BasicDbObject()
    • 一个BasicDbObject就相当于语法里面的一个{}
  3. 我们使用mongodb-driver有些繁琐, 项目里面使用Spring-Data-mongo, 内部就是封装了mongodb-driver

第二章-springboot使用mongoDB

知识点-环境准备

1.目标

  • 掌握文章评论环境准备

2.路径

  1. 开发准备环境准备
  2. 基本CRUD

3.讲解

3.1 开发准备

​ SpringDataMongoDB是SpringData家族成员之一,用于操作MongoDb的持久层框架,封装了底层的==mongodb-driver==。本功能使用SpringDataMongoDB进行开发

步骤:

  1. 添加SpringDataMongoDB起步依赖
  2. application.yml配置MongoDB
  3. 创建实体类(评论的)
  4. 创建Dao接口继承MongoRepository接口
  • 添加依赖:
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
</dependency>
  • 添加配置文件:
  data:
    mongodb:
      database: commentdb
      host: 192.168.147.174
  • 创建实体类
public class Comment implements Serializable {
    @Id
    private String _id;
    private String articleid;
    private String content;
    private String userid;
    private String parentid;
    private Date publishdate;
    private Integer thumbup;
}

3.3基本CRUD

3.1.1新增

method:post

url:/comment

  • CommentController
@RestController
@RequestMapping("/comment")
@CrossOrigin
public class CommentController {

    @Autowired
    private CommentService commentService;

    //新增
    @RequestMapping(method = RequestMethod.POST)
    public Result add(@RequestBody Comment comment) {
        commentService.save(comment);
        return new Result(true, StatusCode.OK, "新增成功");
    }
}
  • CommentService
@Service
public class CommentService {
    @Autowired
    private IdWorker idWorker;
    @Autowired
    private CommentRepository commentRepository;

    public void add(Comment comment) {
        String id = idWorker.nextId() + "";
        comment.set_id(id);
        //初始化数据
        comment.setPublishdate(new Date());
        comment.setThumbup(0);
        commentRepository.save(comment);
    }
}    
  • CommentRepository
public interface CommentRepository extends MongoRepository<Comment,String>{

}

在com.tensquare.article.repository包下创建

3.1.2删除

method:delete

url:/comment/{id}

  • CommentController
@RequestMapping(value = "/{id}", method = RequestMethod.DELETE)
public Result deleteById(@PathVariable String id) {
    commentService.deleteById(id);
    return new Result(true, StatusCode.OK, "删除成功");
}
  • CommentService
public void deleteById(String id) {
    commentRepository.deleteById(id);
}
3.1.3修改

method:put

url:/comment/{id}

  • CommentController
@RequestMapping(value = "/{id}", method = RequestMethod.PUT)
public Result update(@PathVariable String id,
@RequestBody Comment comment) {
    comment.set_id(id);
    commentService.update(comment);
    return new Result(true, StatusCode.OK, "修改成功");
}
  • CommentService
public void update(Comment comment) {
    commentRepository.save(comment);
}
3.1.4查询所有

method:get

url:/comment

  • CommentController
@RequestMapping(method = RequestMethod.GET)
public Result findAll() {
    List<Comment> list = commentService.findAll();
    return new Result(true, StatusCode.OK, "查询成功", list);
}
  • CommentService
public List<Comment> findAll() {
    return commentRepository.findAll();
}
3.1.5根据id查询

method:get

url:/comment/{id}

  • CommentController
@RequestMapping(value = "{id}", method = RequestMethod.GET)
public Result findById(@PathVariable String id) {
    Comment comment = commentService.findById(id);
    return new Result(true, StatusCode.OK, "查询成功", comment);
}
  • CommentService
    public Comment findById(String id) {
        return commentRepository.findById(id).get();
    }

4.小结

  1. SpringDataMongo 是SpringData家族一个框架, 内部封装了mongo-driver
  2. 使用步骤
    • 添加起步依赖
    • 创建pojo
    • 创建一个Dao接口继承MongoRepository