MongoDB系列第四课：MongoDB数据库、集合、文档的操作
一、数据库的操作
1.1 创建数据库
在MongoDB中创建数据库的命令使用的是use命令。该命令有两层含义：
1）切换到指定数据库。
2）如果切换的数据库不存在，则创建该数据库。
我们使用use命令创建一个名为sxttest的数据库。
1.2 查看所有数据库
我们可以通过show dbs 命令查看当前MongoDB中的所有数据库。
如果开启了用户认证，则需要先登录方可查看到结果，否则不显示任何信息。如果使用的是具备数据库管理员角色的用户，那么则可以看到MongoDB中的所有数据库，如果使用的普通用户登录的那么只能查询到该用户所拥有的数据库。
用户未登录查询数据库。
使用具有数据库管理员角色的用户登录查询数据库。
在查询结果中并未包含我们刚刚创建的sxttest数据库。因为，在show dbs命令中不显示未含有任何数据的库的信息。
使用普通用户登录查询数据库。
我们在sxt数据库中创建一个只具备读写权限的普通用户。
使用普通用户登录并查询数据库。
1.3 删除数据库
在MongoDB中使用db.dropDatabase()函数来删除数据库。在删除数据库之前，需要使用具备dbAdminAnyDatabase角色的管理员用户登录，然后切换到需要删除的数据库，执行db.dropDatabase()函数即可。删除成功后会返回一个{ "ok" : 1 }的JSON字符串。
我们现在将刚刚创建的sxttest删除。
二、集合的操作
MongoDB中的集合是一组文档的集，相当于关系型数据库中的表。
2.1 创建集合
MongoDB使用db.createCollection()函数来创建集合。
语法格式：db.createCollection(name, options)。
name: 要创建的集合名称。
options: 可选参数, 指定有关内存大小及索引的选项。
options 可以是如下参数：
|
字段 |
类型 |
描述 |
|
capped |
布尔 |
（可选）如果为 true，则创建固定集合。固定集合是指有着固定大小的集合，当达到最大值时，它会自动覆盖最早的文档。 当该值为 true 时，必须指定 size 参数。 |
|
autoindexid |
布尔 |
（可选）如为 true，自动在 _id 字段创建索引。默认为 false。 |
|
size |
数值 |
（可选）为固定集合指定一个最大值（以字节计）。 如果 capped 为 true，也需要指定该字段。 |
|
max |
数值 |
（可选）指定固定集合中包含文档的最大数量。 |
在插入文档时，MongoDB 首先检查固定集合的 size 字段，然后检查 max 字段。
2.1.1 使用默认集合
在MongoDB中，我们也可以不用创建集合，当我们插入一些数据时，会自动创建集合，并且会使用文档管理命令中的集合名称作为集合的名称。文档管理命令后续课程详解。
创建一个新数据库，名为develop
如果开启认证，需要为新数据库创建访问用户。新建用户名为itsxt，密码为itsxtpwd
使用itsxt用户登录develop库
向develop库中插入一条数据
查询集合
2.1.2 创建不带参数的集合
我们也可以根据自己的情况创建集合。在develop数据库中创建一个名为dev的集合，该集合创建时不指定任何参数。
如果开启认证，则需要使用具有数据库管理员权限的用户来创建集合。
2.1.3 创建带参数的集合
在develop数据库中创建一个名为dev2的固定集合，整个集合空间大小为2000000kb，文档最大个数为1000。
2.2 查看集合
如果要查看已有集合，可以使用 show collections 或 show tables 命令。
2.2.1 show collections
2.2.2 show tables
2.3 查看集合详情
如果要查看已有集合的详情，可以使用 db.集合名.stats() 命令。
2.4 删除集合
如果我们要删除集合，需要先切换到需要删除集合所在的数据库，使用drop()函数删除集合即可。
删除集合的语法格式为:db.集合名称.drop()。
三、文档的操作
在MongoDB中文档是指多个键及其关联的值有序地放置在一起就是文档，
其实指的就是数据，也是我们平时操作最多的部分。
MongoDB中的文档的数据结构和 JSON 基本一样。所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。
BSON 是一种类似 JSON 的二进制形式的存储格式，是 Binary JSON 的简称。
3.1 插入单个文档
3.1.1 insert函数
语法格式为：db.COLLECTION_NAME.insert(document)。
向dev集合中插入单个文档。
{title:'北京尚学堂',description:'程序员的摇篮',url:'www.bjsxt.com',tags:['java','大数据','python']}
查看文档：
3.1.2 save函数
向dev集合中插入单个文档。
{title:'百战程序员',description:'身经百战，高薪相伴',url:'www.itbaizhan.cn',tags:['javaWeb实战','数据库实战','微服务实战']}
查看文档
3.1.3 insertOne函数
在MongoDB3.2以后的版本中，提供了insertOne()函数用于插入文档。
向dev集合中插入单个文档。
{title:'尚学堂大数据',description:'培养大数据人才的摇篮',url:'www.bjsxt.com',tags:['hadoop','spark','Hbase']}
查看文档：
3.2 插入多个文档
向集合中批量插入多个文档时，需要使用数组来存放文档。
语法格式：db.COLLECTION_NAME.insert([{},{},{}.....])。
3.2.1 insert或save函数
向dev集合中批量插入多个文档
[{title:'java',tags:['JavaSE','JavaEE','JavaME']},{title:'ORM',tags:['Mybatis','Hibernate']},{title:'Spring',tags:['SpringMVC','SpringBoot','SpringCloud']}]
查看文档：
3.2.2 insertMany函数
在MongoDB3.2以后的版本中，提供了insertMany函数用于插入文档。
语法格式：db.COLLECTION_NAME.insertMany([{},{},{},.....])。
向dev集合中批量插入多个文档
[{title:'Web',tags:['JSP','Servlet']},{title:'RPC',tags:['RMI','Dubbo']},{title:'DataBase',tags:['Oracle','MySQL']}]
查看文档：
3.3 通过变量插入文档
Mongo Shell工具允许我们定义变量。所有的变量类型为var类型。也可忽略变量类型。变量中赋值符号后侧需要使用小括号来表示变量中的值。我们可以将变量作为任意插入文档的函数的参数。
语法格式：变量名=({变量值})
3.3.1 通过变量插入单个文档
定义变量
document=({title:'SpringCloud',tags:['Spring Cloud Netflix','Spring Cloud Security','Spring Cloud Consul']})
插入文档：
查询文档：
3.3.2 通过变量插入多个文档
我们也可以在变量中定义多个文档。
语法结构：变量名=([{},{},{},....])
插入文档：
我们现在将多个文档放入到了一个变量中，所以在插入数据时，可直接使用插入单个文档的函数。
查询文档：
3.4 更新文档
MongoDB通过update函数与save函数来更新集合中的文档。
3.4.1 update函数
update() 函数用于更新已存在的文档。
语法格式：
db.集合名称.update(
<query>,
<update>,
< upsert:boolean>,
< multi:boolean>
)
参数说明:
query : update的查询条件，类似sql update查询内where后面的。
update : update的对象和一些更新的操作符等，也可以理解为sql update查询内set后面的。
upsert : 可选，这个参数的意思是，如果不存在update的记录，是否插入这个document，true为插入，默认是false，不插入。
multi : 可选，mongodb 默认是false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true,就把按条件查出来多条记录全部更新。
首先插入一条文档数据:
db.col.insert({
title: 'MongoDB 教程',
description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
by: '北京尚学堂',
tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
likes: 100
})
查看插入结果：
在MongoDB中的update是有两种更新方式，一种是覆盖更新，一种是表达式更新。
覆盖更新：顾名思义，就是通过某条件，将新文档覆盖原有文档。
表达式更新：这种更新方式是通过表达式来实现复杂更新操作，如：字段更新、数值计算、数组操作、字段名修改等。
（一） 覆盖更新
通过update方法来更新一个完整的文档：
db.col.update(
{"title" : "MongoDB 教程"},
{
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "北京尚学堂",
"likes" : 100
}
)
结果：
（二） 表达式更新
通过 update() 方法来更新标题(title):
db.col.update(
{'title':'MongoDB 教程'},
{$set:{'title':'MongoDB'}}
)
查看更新结果：
更多案例：
|
只更新第一条满足条件的记录： db.col.update( { "count" : { $gt : 1 } } , { $set : { "test2" : "OK"} } ); 更新全部满足条件的记录： db.col.update( { "count" : { $gt : 3 } } , { $set : { "test2" : "OK"} },false,true ); 只添加第一条： db.col.update( { "count" : { $gt : 4 } } , { $set : { "test5" : "OK"} },true,false ); 全部添加进去: db.col.update( { "count" : { $gt : 5 } } , { $set : { "test5" : "OK"} },true,true ); 只更新第一条记录：（等同第一个） db.col.update( { "count" : { $lt : 10 } } , { $set : { "count" : 1} },false,false ); |
在表达式更新中，可以进行多种复杂操作。这些操作都通过update参数中的操作符实现。下面来讲解些常用更新操作符。首先准备一些数据：
db.stu.insert([{'name':'zhangsan', 'age':20},{'name':'lisi', 'age':22},{'name':'wangwu', 'age':25}]);
1 $inc
用法：{$inc:{field:value}}
作用：对一个数字字段的某个field增加value
示例：将name为zhangsan的学生的age增加5
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$inc:{age:5}})
结果：
2 $set
用法：{$set:{field:value}}
作用：把文档中某个字段field的值设为value
示例：把zhangsan的年龄设为23岁
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$set:{age:23}})
结果：
3 $unset
用法：{$unset:{field:1}}
作用：删除某个字段field
示例：将zhangsan的年龄字段删除
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$unset:{age:1}})
结果：
4 $push
用法：{$push:{field:value}}
作用：把value追加到field里。注：field只能是数组类型，如果field不存在，会自动插入一个数组类型
示例：给zhangsan添加别名"xiaozhang"
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$push:{"ailas":"xiaozhang"}})
结果：
5 $addToSet
用法：{$addToSet:{field:value}}
作用：加一个值到数组内，而且只有当这个值在数组中不存在时才增加。
示例：往zhangsan的别名字段里添加两个别名A1、A2
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$addToSet:{"ailas":["A1","A2"]}})
结果：
注意：此处加入的数据是一个数据为A1和A2的数组对象。并不是将两个数据一次加入ailas数组中。
6 $pop
用法：删除数组内第一个值：{$pop:{field:-1}}、删除数组内最后一个值：{$pop:{field:1}}
作用：用于删除数组内的一个值
示例：删除zhangsan记录中alias字段中最后一个别名
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$pop:{"ailas":1}})
结果：
7 $pull
用法：{$pull:{field:_value}}
作用：从数组field内删除一个等于_value的值
示例：删除zhangs记录中的别名xiaozhang
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$pull:{"ailas":"xiaozhang"}})
结果：
8 $pullAll
用法：{$pullAll:value_array}
作用：用法同$pull一样，可以一次性删除数组内的多个值。
示例：删除zhangsan记录内的A1和A2别名
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$pullAll:{"ailas":["A1","A2"]}})
9 $rename
用法：{$rename:{old_field_name:new_field_name}}
作用：对字段进行重命名
示例：把zhangsan记录的name字段重命名为sname
命令：db.stu.update({name:"zhangsan"},{$rename:{"name":"sname"}})
结果：
3.4.2 save函数
save()函数的作用是保存文档，如果文档存在则覆盖，如果文档不存在则新增。save()函数对文档是否存在的唯一判断标准是"_id"系统唯一字段是否匹配。所以使用save()函数实现更新操作，则必须提供"_id"字段数据。
save()函数的语法是：
db.集合名称.save(
<document>
);
参数document代表要修改的文档内容，要求必须提供"_id"字段数据。
使用save()函数实现更新操作：
db.col.save(
{
"_id" : ObjectId("5d0207e460ad10791be757d2"),
"title" : "MongoDB 教程",
"description" : "MongoDB 是一个 Nosql 数据库",
"by" : "北京尚学堂",
"tags" : [
"mongodb",
"NoSQL"
],
"likes" : 100
}
)
结果：
3.5 删除文档
3.6 查询文档
补充：
CAP定理（CAP theorem）
在计算机科学中, CAP定理（CAP theorem）, 又被称作 布鲁尔定理（Brewer's theorem）, 它指出对于一个分布式计算系统来说，不可能同时满足以下三点:
- 一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)
- 可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)
- 分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)
CAP理论的核心是：一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个。
因此，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类：
- CA - 单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大。
- CP - 满足一致性，分区容忍性的系统，通常性能不是特别高。
- AP - 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些。
