NoSql数据库mongoDB安装与编程实践

重要知识点：

1. MongoDB 是一个是一个基于分布式文件存储的数据库，介于关系数据库和非关系数据库之间，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。他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。Mongo最大的特点是他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。
2. MongoDB有2种安装方式：离线安装和在线安装。在线安装一般会比较慢，所以本实验采取离线安装方式。

实验内容与步骤：
一、mongoDB的安装与配置

1. MongoDB下载
   官网：https://www.mongodb.com/ 下载，建议下载稳定版本mongodb-linux-x86_64-ubuntu1604-4.0.1
   如果你是其他版本的Ubuntu，需要下载对应版本的安装包。
   
   

下载完成后，会自动下载到Downloads目录下：

2. MongoDB安装
   1）解压安装包mongodb-linux-x86_64-ubuntu1604-4.0.1至路径 /opt。
   终端命令：sudo tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-ubuntu1604-4.0.1.tgz -C /opt/
   

2）查看是否解压成功

3）将解压的文件夹重命名为mongodb并添加mongodb权限
文件夹重命名为mongodb
终端命令：sudo mv mongodb-linux-x86_64-ubuntu1604-4.0.1 mongodb

更改mongodb文件夹的属主。hadoop是用户名
终端命令：sudo chown -R hadoop mongodb

4）创建数据和日志目录并授权
终端命令：sudo mkdir -pv mongodb/data/{mongodb_data,mongodb_log}

其中，mongodb_data是数据目录，mongodb_log是日志目录
终端命令：sudo chown -R hadoop data/

5）在/mongodb/data/mongodb_log目录下新建mongodb.log文件

终端命令：sudo vi mongodb/data/mongodb_log/mongodb.log

按Esc 输入wq! 保存退出

6）创建并配置文件mongodb/data/mongo_data/mongodb.conf
终端命令：sudo vi mongodb/data/mongodb_data/mongodb.conf

按 i 进入输入模式，复制日志内容,按ESC 输入 wq! 保存退出

在mongodb.conf中写入如下配置信息（可以直接拷贝，要注意中文格式的影响）：
注意检查是否复制成功，用vim复制时有时会出现首行有几个字母丢失的问题。

#日志文件位置
logpath=/opt/mongodb/data/mongodb_log/mongodb.log# 以追加方式写入日志
logappend=true# 是否以守护进程方式运行
fork=true# 默认27017
port = 27017# 数据库文件位置
dbpath=/opt/mongodb/data/mongodb_data/# 启用定期记录CPU利用率和 I/O 等待
#cpu = true# 是否以安全认证方式运行，默认是不认证的非安全方式
#noauth = true
#auth = true# 详细记录输出
#verbose = true# Inspect all client data for validity on receipt (useful for
# developing drivers)用于开发驱动程序时验证客户端请求
#objcheck = true# Enable db quota management
# 启用数据库配额管理
#quota = true
# 设置oplog记录等级
# Set oplogging level where n is
#   0=off (default)
#   1=W
#   2=R
#   3=both
#   7=W+some reads
#diaglog=0# Diagnostic/debugging option 动态调试项
#nocursors = true# Ignore query hints 忽略查询提示
#nohints = true
# 禁用http界面，默认为localhost：28017
#nohttpinterface = true# 关闭服务器端脚本，这将极大的限制功能
# Turns off server-side scripting.  This will result in greatly limited
# functionality
#noscripting = true
# 关闭扫描表，任何查询将会是扫描失败
# Turns off table scans.  Any query that would do a table scan fails.
#notablescan = true
# 关闭数据文件预分配
# Disable data file preallocation.
#noprealloc = true
# 为新数据库指定.ns文件的大小，单位:MB
# Specify .ns file size for new databases.
# nssize =# Replication Options 复制选项
# in replicated mongo databases, specify the replica set name here
#replSet=setname
# maximum size in megabytes for replication operation log
#oplogSize=1024
# path to a key file storing authentication info for connections
# between replica set members
#指定存储身份验证信息的密钥文件的路径
#keyFile=/path/to/keyfile

7）脚本方式启动mongodb服务

cd /opt/mongodb
./bin/mongod -f data/mongodb_data/mongodb.conf
成功启动服务截图如下：

如果启动时，遇到了以上错误

先运行以下命令：
sudo apt-get update
sudo apt-get -f install
sudo apt-get install libcurl4-openssl-dev
sudo apt-get install curl
安装 curl即可/

输入pgrep mongo -l可以查看是否启动成功，截图如下：

8）进入mongodb shell模式
终端命令：
cd /opt/mongodb
./bin/mongo

9）退出mongodb shell模式
输入exit或Ctrl+C退出shell模式

10）关闭mongodb服务
终端命令：
use admin
db.shutdownServer()

二、shell命令模式使用MongoDB

1. 首先进入mongodb shell模式
   cd /opt/mongodb
   ./bin/mongo

2. 常用操作命令：
   数据库相关：

1. show dbs:显示数据库列表
2. show collections：显示当前数据库中的集合（类似关系数据库中的表table）
3. show users：显示所有用户
4. use yourDB：切换当前数据库至yourDB
5. db.help() ：显示数据库操作命令
6. db.yourCollection.help() ：显示集合操作命令，yourCollection是集合名
7. MongoDB没有创建数据库的命令，如果你想创建一个“School”的数据库，先运行use School命令，之后做一些操作（如：创建聚集集合db.createCollection(‘teacher’)）,这样就可以创建一个名叫“School”的数据库。截图如下：

3. 下面以一个School数据库为例，在School数据库中创建两个集合teacher和student，并对student集合中的数据进行增删改查基本操作（集合Collection相当于关系型数据库中的表table）。

1. 切换到School数据库
   

use School #切换到School数据库。MongoDB 无需预创建School数据库，在使用时会自动创建
2) 创建Collection

db.createCollection(‘teacher’) #创建一个聚集集合。MongoDB 其实在插入数据的时候，也会自动创建对应的集合，无需预定义集合

3. 插入数据
   与数据库创建类似，插入数据时也会自动创建集合。
   插入数据有两种方式：insert和save。

db.student.insert({_id:1, sname: ‘zhangsan’, sage: 20}) #_id可选
db.student.save({_id:1, sname: ‘zhangsan’, sage: 22}) #_id可选

这两种方式，其插入的数据中_id字段均可不写，会自动生成一个唯一的_id来标识本条数据。而insert和save不同之处在于：在手动插入_id字段时，如果_id已经存在，insert不做操作，save做更新操作；如果不加_id字段，两者作用相同都是插入数据。截图如下：

添加的数据其结构是松散的，只要是bson格式均可，列属性均不固定，根据添加的数据为准。先定义数据再插入，就可以一次性插入多条数据，截图如下：

运行完以上例子，student 已自动创建，这也说明 MongoDB 不需要预先定义 collection ，在第一次插入数据后，collection 会自动的创建。截图如下：

4. 查找数据
   db.youCollection.find(criteria, filterDisplay)
   criteria ：查询条件，可选
   filterDisplay：筛选显示部分数据，如显示指定列数据，可选（当选择时，第一个参数不可省略，若查询条件为空，可用{}做占位符，如下例第三句）

db.student.find() #查询所有记录。相当于：select * from student
db.student.find({sname: ‘lisi’}) #查询sname='lisi’的记录。相当于： select * from student where sname=‘lisi’
db.student.find({},{sname:1, sage:1}) #查询指定列sname、sage数据。相当于：select sname,sage from student。sname:1表示返回sname列，默认_id字段也是返回的，可以添加_id:0（意为不返回_id）写成{sname: 1, sage: 1,_id:0}，就不会返回默认的_id字段了
db.student.find({sname: ‘zhangsan’, sage: 22}) #and 与条件查询。相当于：select * from student where sname = ‘zhangsan’ and sage = 22
db.student.find({$or: [{sage: 22}, {sage: 25}]}) #or 条件查询。相当于：select * from student where sage = 22 or sage = 25

查询操作类似，这里只给出db.student.find({sname: ‘lisi’})查询的截图，如下：

db.youCollection.find(criteria, filterDisplay).pretty()表示格式化输出，截图如下：

5. 修改数据
   db.youCollection.update(criteria, objNew, upsert, multi )
   criteria: update的查询条件，类似sql update查询内where后面的
   objNew : update的对象和一些更新的操作符（如KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …ame: 'lisi'}, {set: {sage: 30}}, false, true) #相当于：update student set sage =30 where sname = ‘lisi’;

6. 删除数据

db.student.remove({sname: ‘zhaoliu’}) #相当于：delete from student where sname=‘zhaoliu’

操作截图如下：

7. 删除集合

db.student.drop()
操作截图如下：

8. 退出shell命令模式
   输入exit或者Ctrl+C退出shell命令模式

到了这一步，本次实验就完成了，你今天学会了吗？