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MongoDB数据库基本概念&文档引用,mongodb基本概念


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"),
 ? ? ? ? ? "$db": "testdb" 
 ? ? ?  },
 ?  ]
}
查找操作如下:
?
# 查找 user Tom 的第一个地址
> var user = db.users.findOne( {name:'Tom'} )
> var addrRef = user.address[0]
> db[addrRef.$ref].findOne( {"_id":(addrRef.$id)} )

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