野心勃勃的NoSQL新貴 MongoDB應用實戰
MongoDB是一個基于分布式文件存儲的數據庫，由C++語言編寫，旨在為WEB應用提供可擴展的高性能數據存儲解決方案。其名字來自humongous這個單詞的中間部分，從名字可見其野心所在就是海量數據的處理。本文是一個MongoDB的入門級教程，手把手的教會讀者使用MongoDB，并將學習過程中可能遇到的問題一一列舉。本文不是用長篇的文字來理論性描述MongoDB的各方面知識，而是用圖文并茂的方法來討論MongoDB，希望用最短的時間使開發人員熟悉MongoDB。
一、MongoDB簡介
2011年將被記住，因為這一年SQL將死；這一年，關系數據庫從一線退下；這一年開發人員發現他們沒必要為了持久化數據，而將每個對象轉化為表格結構。
2011年是文檔數據庫的一年，盡管一直在穩步發展勢頭，通過過去八年多的發展，現在有各種穩定的文檔數據庫——從基于亞馬遜和谷歌的云，到各種開放源碼工具，尤其是MongoDB。
那么，MongoDB是什么?這里的五件事是每個開發人員應該知道的：
- MongoDB是一個獨立的服務器；
- 它是基于文檔的，而不是基于表格的；
- 它是非結構化的；
- 不必去學習另一種查詢語言；
- 它具有強大的主流開發語言支持，如 C#、C++、Java、PHP、Perl、Python、Ruby。
1、MongoDB 是一個獨立的服務器
如MySQL或PostgreSQL一樣，MongoDB提供偵聽端口以便接入。它提供了用于查詢，創建，更新和刪除的工具。從理論上講，你使用它的工作方式與你使用MySQL或PostgreSQL的工作方式相同：連接，執行任務，并關閉連接。
2、MongoDB是非結構化的
MongoDB 沒有結構化語言。如果你想創建一個新的文檔類型，你不用做任何事來告訴數據庫關于這些數據的結構，而僅僅是存到數據庫中即可。
簡單的說，MongoDB使用類似JavaScript或PHP的類型處理方式。也就是說，數據庫是靈活的弱類型。
雖然有一些數據是有限制條件的(大塊的數據可能需要一些明確的處理)，但在大多數情況下，你可以像寫PHP代碼一樣編寫你的MongoDB代碼。
3、不必去學習另一種查詢語言
還記得這些你寫的數據庫抽象層嗎?還記得那些你處理過的ORM層嗎?現在，你可以將它們全部丟棄。在MongoDB中你不需要他們。MongoDB沒有很多查詢語句。在大多數情況下，只需給它一個數組指定你想要的信息，然后它會給你返回文檔的數組。如果你想運行一些非常復雜的查詢(如Map-Reduce操作)，可以向MongoDB傳遞JavaScript，其內部的JavaScript引擎可以解析這個腳本。
4、MongoDB是神速的
開發時間也短，因為沒有結構需要管理和很少(如果有的話)的數據映射。
學習曲線很平滑，因為沒有新的查詢語言學習。代碼是簡潔的。畢竟，無須任何其他ORM，封裝可以非常簡單。你的代碼是未來的保證。向你的對象增加更多的字段是很輕松的。因此，需求變化了，你可以很快修改代碼以便適應。
MongoDB足以讓我意識到它有改變游戲規則的潛力。這也是讓大家主張使用新一代的文檔數據庫代替基于SQL的關系數據庫的原因。將關系數據庫留在塵土里，更可能的是讓它們做它們能做好的事情：存儲屬于行和表的數據。
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二、MongoDB服務器安裝
MongoDB的官方下載站是http://www.mongodb.org/downloads，可以去上面下載最新的程序下來。在下載頁面可以看到，對操作系統支持很全面，OS X、Linux、Windows、Solaris都支持，而且都有各自的32位和64位版本。目前的穩定版本是1.8.1版本。
注意：
1. MongoDB 1.8.1 Linux版要求glibc必須是2.5以上，所以需要先確認操作系統的glibc的版本，筆者最初用Linux AS 4安裝不上，最后用的是RHEL5來安裝才成功的；
2. 在32位平臺MongoDB不允許數據庫文件(累計總和)超過2G，而64位平臺沒有這個限制。本文都是采用32位系統。
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Windows版本服務器安裝
(1)、下載MongoDB
url地址: http://downloads.mongodb.org/win32/mongodb-win32-i386-1.8.1.zip
(2)、設置MongoDB目錄
將其解壓到 d:\，再重命名為mongodb，路徑為d:\mongodb
(3)、設置數據文件路徑
在d:盤建一個db文件夾，路徑d:\db
(4)、啟動MongoDB服務
進入 cmd 提示符控制臺，D:\mongodb\bin\mongod.exe --dbpath=d:\data\db
- D:\mongodb\bin>D:\mongodb\bin\mongod --dbpath=d:\data\db
- Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] MongoDB starting : pid=5192 port=27017 dbpat
- h=d:\data\db 32-bit
- ** NOTE: when using MongoDB 32 bit, you are limited to about 2 gigabytes of data
- ** see http://blog.mongodb.org/post/137788967/32-bit-limitations
- ** with --dur, the limit is lower
- Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] db version v1.8.1, pdfile version 4.5
- Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] git version: a429cd4f535b2499cc4130b06ff7c26
- f41c00f04
- Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] build sys info: windows (5, 1, 2600, 2, 'Ser
- vice Pack 3') BOOST_LIB_VERSION=1_35
- Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] waiting for connections on port 27017
- Sun Apr 10 22:34:09 [websvr] web admin interface listening on port 28017
MongoDB服務端的默認連接端口是 27017
(5)、將MongoDB作為 Windows 服務隨機啟動
先創建D:\mongodb\logs\mongodb.log文件，用于存儲MongoDB的日志文件, 再安裝系統服務：
- D:\mongodb\bin\mongod --dbpath=d:\data\db --logpath=d:\mongodb\logs\mongodb.log --install
- D:\mongodb\bin>D:\mongodb\bin\mongod --dbpath=d:\data\db --logpath=d:\mongodb\lo
- gs\mongodb.log --install
- all output going to: d:\mongodb\logs\mongodb.log
- Creating service MongoDB.
- Service creation successful.
- Service can be started from the command line via 'net start "MongoDB"'.
- D:\mongodb\bin>net start mongodb
- Mongo DB 服務已經啟動成功。
- D:\mongodb\bin>
(6)、客戶端連接驗證
新打開一個CMD輸入：d:\mongodb\bin\mongo，如果出現下面提示，那么您就可以開始MongoDB之旅了：
- D:\mongodb\bin>d:\mongodb\bin\mongo
- MongoDB shell version: 1.8.1
- connecting to: test
- >
(7)、查看MongoDB日志
查看D:\mongodb\logs\mongodb.log文件，即可對MongoDB的運行情況進行查看或排錯了：
這樣就完成了Windows平臺的MongoDB安裝。
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Linux版服務器安裝
(1)、下載MongoDB
curl -O http://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-i686-1.8.1.tgz
(2)、設置MongoDB目錄
將其解壓到/Apps，再重命名為mongodb，路徑為/Apps/mongodb
(3)、設置數據文件路徑
建立/data/db的目錄, mkdir –p /data/db
(4)、啟動MongoDB服務
- /Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db
- [root@localhost ~]# /Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db
- Sun Apr 8 22:41:06 [initandlisten] MongoDB starting : pid=13701 port=27017 dbpath=/data/db 32-bit
- ** NOTE: when using MongoDB 32 bit, you are limited to about 2 gigabytes of data
- ** see http://blog.mongodb.org/post/137788967/32-bit-limitations
- ** with --dur, the limit is lower
- Sun Apr 8 22:41:06 [initandlisten] db version v1.8.1, pdfile version 4.5
- Sun Apr 8 22:41:06 [initandlisten] git version: a429cd4f535b2499cc4130b06ff7c26f41c00f04
- Sun Apr 8 22:41:06 [initandlisten] build sys info: Linux bs-linux32.10gen.cc 2.6.21.7-2.fc8xen #1 SMP Fri Feb 15 12:39:36 EST 2008 i686 BOOST_LIB_VERSION=1_37
- Sun Apr 8 22:41:06 [initandlisten] waiting for connections on port 27017
- Sun Apr 8 22:41:06 [websvr] web admin interface listening on port 28017
MongoDB 服務端的默認連接端口是 27017
(5)、將MongoDB作為 Linux 服務隨機啟動
先創建/Apps/mongodb/logs/mongodb.log文件，用于存儲MongoDB的日志文件
vi /etc/rc.local, 使用vi編輯器打開配置文件，并在其中加入下面一行代碼
- /Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db --logpath=/Apps/mongodb/logs/mongodb.log
(6)、客戶端連接驗證
新打開一個Session輸入：/Apps/mongodb/bin/mongo，如果出現下面提示，那么您就可以開始mongo之旅了
- [root@localhost ~]# /Apps/mongodb/bin/mongo
- MongoDB shell version: 1.8.1
- connecting to: test
- >
(7)、查看MongoDB日志
查看/Apps/mongodb/logs/mongodb.log文件，即可對MongoDB的運行情況進行查看或排錯了
- [root@localhost logs]# pwd
- /Apps/mongodb/logs
- [root@localhost logs]# ll
- 總計 0
- -rw-r--r-- 1 root root 0 04-08 20:15 mongodb.log
- [root@localhost logs]#
這樣就完成了Linux平臺的MongoDB安裝。
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三、MongoDB客戶端訪問 – Shell方式
MongoDB是MongoDB自帶的交互式Javascript shell，用來對MongoDB進行操作和管理的交互式環境。
使用 "./mongo --help" 可查看相關連接參數，下面將從常見的操作，如插入，查詢，修改，刪除等幾個方面闡述MongoDB shell的用法
1、插入記錄
- > use my_mongodb
- switched to db my_mongodb
- > db.user.insert({uid:1,username:"Tom",age:25});
- > db.user.insert({uid:2,username:"Jerry",age:25});
- >
本例向數據庫my_mongodb的表user中插入了2條記錄。MongoDB會隱式的創建數據庫my_mongodb和表user，所以這個例子沒有建庫和建表的過程，可以通過show dbs和show collections來查看數據庫及表，具體如下：
- > show dbs
- admin (empty)
- local (empty)
- my_mongodb 0.0625GB ---隱式創建的數據庫
- > show collections
- system.indexes
- user ---隱式創建的表
- >
2、查詢記錄
查詢表中的全部記錄：
- > db.user.find();
- { "_id" : ObjectId("4f81a49b779282ca68fd8a59"), "uid" : 1, "username" : "Tom", "age" : 25 }
- { "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 25 }
- >
查詢用戶名是 ”Jerry” 記錄：
- > db.user.find({username:"Jerry"});
- { "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 25 }
- >
3、修改記錄
將用戶ID是2的記錄的年齡修改為100：
- > db.user.update({uid:2},{$set:{age:100}}) ;
- >
查詢一下是否改過來了：
- > db.user.find({uid:2});
- { "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 100 }
- >
4、刪除記錄
將用戶ID是1的記錄從表user中刪除：
- > db.user.remove({uid:1});
- > db.user.find();
- { "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 100 }
- >
經驗證，該記錄確實被刪除了。
MongoDB Shell的用法豐富且簡單易懂，大家有興趣可以到官網上去詳細了解一下。
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四、MongoDB客戶端訪問 – C#
接下來我們要開始最簡單的MongoDB連接，訪問數據之旅了。MongoDB提供各種主流與非主流語言的開發驅動，以便適應各個方向的開發人員。
1、下載驅動
C#驅動的下載地址為:
https://github.com/downloads/mongodb/mongo-csharp-driver/CSharpDriver-1.0.0.4098.zip
將其解壓到D:\mongodb\drivers\目錄下，其中有2個重要的dll文件
MongoDB.Bson.dll --序列化、Json相關
MongoDB.Driver.dll --驅動
2、添加引用
新建一個C#的項目，添加引用，將上面兩個dll文件引入到項目里面：
3、代碼解析
下面以一個插入的操作為例，來一步一步解釋代碼：
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- //添加命名空間
- using MongoDB.Bson;
- using MongoDB.Driver;
- namespace ConsoleApplication3
- {
- class Program
- {
- static void Main(string[] args)
- {
- //MongoDB服務器連接串
- string connectionString = "mongodb://192.168.1.103";
- MongoServer server = MongoServer.Create(connectionString);
- //連接到 mongodb_c_demo 數據庫
- MongoDatabase db = server.GetDatabase("mongodb_c_demo");
- //獲取集合 fruit
- MongoCollection collection = db.GetCollection("fruit");
- //創建對象 fruit_1
- BsonDocument fruit_1 = new BsonDocument
- {
- { "name", "apple" },
- { "color", "red" }
- };
- //創建對象 fruit_2
- BsonDocument fruit_2 = new BsonDocument
- {
- { "name", "banana" },
- { "color", "yellow" }
- };
- //將對象 fruit_1 放到集合 fruit 中
- collection.Insert(fruit_1);
- //將對象 fruit_2 放到集合 fruit 中
- collection.Insert(fruit_2);
- //以上代碼完成的就是向fruit表中插入2條數據，用mysql的語法解釋即
- //insert into mongodb_c_demo.fruit (name, color)
- //values ('apple', 'red'), ('banana', 'yellow');
- }
- }
- }
4、通過MongoDB Shell來驗證是否插入：
- > use mongodb_c_demo
- switched to db mongodb_c_demo
- > db.fruit.find();
- { "_id" : ObjectId("4da1c5fdfad96211a08f5752"), "name" : "apple", "color" : "red" }
- { "_id" : ObjectId("4da1c5fdfad96211a08f5753"), "name" : "banana", "color" : "yellow" }
- >
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