MongoDB学习

MongoDB 是一种流行的 NoSQL 数据库，以文档存储为核心，适用于高灵活性、高扩展性的场景。本文将从基础概念到实际应用，带你快速掌握 MongoDB 的核心操作。

1. MongoDB 简介

• 什么是 MongoDB？
  MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库，采用 BSON（类似 JSON）格式 存储数据，支持动态 schema（无固定表结构）。
• 核心特性
  • 文档模型：数据以键值对形式存储在文档中，类似 JSON 对象。
  • 高扩展性：支持水平扩展（分片集群）。
  • 高性能：内存映射、索引优化、聚合管道等机制提升查询效率。
  • 灵活查询：支持丰富的查询语法和聚合操作。
• 适用场景
  • Web 应用（用户配置、日志存储）
  • 实时数据分析（如物联网传感器数据）
  • 内容管理系统（CMS）

2. 安装与基本配置

2.1 安装 MongoDB

• Windows/Mac/Linux：从 MongoDB 官网 下载社区版安装包。
• Docker 快速启动：

docker run -d --name mongo -p 27017:27017 mongo:latest

2.2 启动服务与连接

• 启动 MongoDB 服务：

mongod --dbpath=/data/db  # 指定数据存储路径

• 连接 MongoDB Shell：

mongosh  # 进入交互式命令行

3. 核心概念

• 数据库（Database）：一个 MongoDB 实例可包含多个数据库。
• 集合（Collection）：相当于关系型数据库中的“表”，存储一组文档。
• 文档（Document）：数据的基本单位，格式为 BSON（如 {name: "Alice", age: 25}）。

4. 基础操作（CRUD）

4.1 创建与切换数据库

use mydb  // 切换到（或创建）mydb数据库

4.2 插入文档

// 插入单条文档
db.users.insertOne({
  name: "Alice",
  age: 30,
  hobbies: ["reading", "coding"]
});

// 批量插入
db.users.insertMany([
  {name: "Bob", age: 25},
  {name: "Charlie", age: 35}
]);

4.3 查询文档

// 查询所有文档
db.users.find();

// 条件查询（年龄大于25）
db.users.find({age: {$gt: 25}});

// 投影查询（只返回name字段）
db.users.find({}, {name: 1});

4.4 更新文档

// 更新单条文档（将Alice的年龄改为31）
db.users.updateOne(
  {name: "Alice"},
  {$set: {age: 31}}
);

// 更新多条文档（年龄增加1）
db.users.updateMany(
  {},
  {$inc: {age: 1}}
);

4.5 删除文档

// 删除单条文档
db.users.deleteOne({name: "Bob"});

// 删除集合中的所有文档
db.users.deleteMany({});

5. 高级功能

5.1 索引优化

// 创建单字段索引
db.users.createIndex({age: 1});  // 1表示升序，-1表示降序

// 查看索引
db.users.getIndexes();

5.2 聚合管道（Aggregation）

// 统计各年龄用户数量
db.users.aggregate([
  {$group: {_id: "$age", count: {$sum: 1}}}
]);

6. 与 Python 集成（PyMongo）

6.1 安装驱动

pip install pymongo

6.2 连接与操作

from pymongo import MongoClient

# 连接数据库
client = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
db = client["mydb"]
collection = db["users"]

# 插入文档
user = {"name": "David", "age": 28}
collection.insert_one(user)

# 查询文档
result = collection.find_one({"name": "David"})
print(result)  # {'_id': ObjectId('...'), 'name': 'David', 'age': 28}