MongoDB学习笔记1：基础

1 MongoDB介绍

1.1 MongoDB是什么

MongoDB是面向文档的NoSQL数据库，用于大量数据存储。MongoDB是一个在2000年代中期问世的数据库。属于NoSQL数据库的类别。

1.2 MongoDB的特点

  • MongoDB 是一个面向文档存储的数据库，它不是以关系类型的格式存储数据，而是将数据存储在文档中。这使得 MongoDB 非常灵活，可以适应实际的业务环境和需求。
  • MongoDB支持索引，可以创建索引来提高MongoDB的搜索性能
  • 负载均衡，MongoDB使用分片的概念，通过在多个MongoDB实例之间拆分数据来水平扩展
  • MongoDB还支持动态查询、全文搜索 、聚合框架、MapReduce、GridFS、地理位置索引、内存引擎 、地理分布等一系列的强大功能。

1.3 MongoDB相关术语

  • 数据库：存储表的容器，在MongoDB中是存储集合的容器，可以创建多个数据库
  • 集合（collection）：相当于关系型数据库中的表，集合存在于单个的数据库中
  • 文档（Document）：相当于关系型数据库中数据表的行，在mongo中叫做文档，一个文档包含字段名称和值

2 MongoDB的部署

软件版本

这里我安装 mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.17.tgz 版本

本机环境说明

[root@web01 ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)
[root@web01 ~]# uname -a
Linux web01 3.10.0-1160.el7.x86_64 #1 SMP Mon Oct 19 16:18:59 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@web01 ~]# hostname -I
192.168.5.50 
[root@web01 ~]# getenforce 
Disabled
[root@web01 ~]# systemctl status firewalld
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:firewalld(1)

安装步骤

# 下载软件包
$ cd /usr/local/src && wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.17.tgz

# 解压
$ tar -xvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.17.tgz

# 移动指定目录
$ mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.17 /usr/local/mongodb

# 创建用户和组，并设置用户密码
$ useradd mongod
$ echo '123qwe321' | passwd --stdin mongod

# 创建mongodb的配置文件目录，日志目录和数据目录
$ mkdir -p /mongodb/{conf,log,data}

# 设置目录权限
$ chown -R mongod:mongod /mongodb/

# 设置用户环境变量
$ su - mongod
# 编辑.bashrc配置文件，添加mongo的环境变量
$ echo 'export PATH=/usr/local/mongodb/bin:$PATH' >> .bashrc
$ source .bashrc

使用配置文件启动mongodb

Mongodb有两种配置文件，一种跟mysql的配置文件类似，INI格式的，一种是yaml格式的，官方从3.x开始推荐使用yaml格式。

# 创建配置文件
$ cat >  /mongodb/conf/mongo.conf <<EOF
systemLog:
   destination: file
   path: "/mongodb/log/mongodb.log"
   logAppend: true
storage:
   journal:
      enabled: true
   dbPath: "/mongodb/data/"
processManagement:
   fork: true
net:
   port: 27017
   bindIp: 192.168.5.50, 127.0.0.1
EOF

启动和关闭

# 以 mongod 用户启动和关闭
$ su - mongod

# 启动 mongoddb
$ mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf

# 关闭 mongodb
$ mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf --shutdown

配置文件说明

systemLog:
    destination: file
    path: "/mongodb/log/mongodb.log"  -- 日志位置
    logAppend: true                   -- 日志以追加模式记录
storage:
    journal:
      enabled: true
    dbPath: "/mongodb/data"           -- 数据保存的位置
processManagement:
    fork: true                        -- 后台守护进程模式
    pidFilePath: <string>             -- pid文件位置，一般不用设置，默认在data目录下
net:
    bindIp: <IP>                      -- 监听地址
    port: 27017                       -- 端口号，不配置默认端口号是27017
security:                                           
    authorization: enabled            -- 是否打开用户名密码验证

MongoDB后台管理shell

执行 mongo 二进制文件，即可以进入 MongoDB 的管理后台Shell，类似于mysql 的客户端，可以执行mongo命令。进入之后，默认连接到 test 数据库。

[mongod@web01 ~]$ mongo
MongoDB shell version v4.2.17
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017/?compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("d5be2e3f-e3a2-4cf5-b65f-f624944cead3") }
MongoDB server version: 4.2.17
......
> > db
test
> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB

如果 MongoDB 启动监听了特定的IP和端口，那么进入后台shell使用 mongo IP:端口

$ mongo 192.168.5.50:27017

3 MongoDB基本操作

MongoDB默认存在三个库

> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
  • admin库：系统预留库，MongoDB系统管理库
  • local库：本地预留库，存储关键的日志
  • config库：MongoDB配置信息库

基本命令

# 查看所有数据库
show databases
show dbs

# 查看某个库里的所有集合（表）
show tables
show collections

# 使用数据库
use admin

#查看当前所在的数据库
db

MongoDB中不需要创建库和表，在使用的时候即用即创建。创建表也不需要定义表结构，只要输入表名即可。

# 创建数据库
> use syushin
switched to db syushin

# 创建集合
> db.createCollection('student')
{ "ok" : 1 }

# 查看集合
> show collections;
student

插入数据

#返回1表示插入成功
> db.student.insert({name: 'Tom', age: 25})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

# 如果一个表没有创建，直接插入也是可以插入成功的，即用即创建
> db.student2.insert({name: 'Tom', age: 25})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

# 插入多一列也可以直接插入
> db.student.insert({id: 1,name: 'Tom',age: 25})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

# 支持for循环，批量插入数据
> for(i=0;i<10000;i++){db.log.insert({"uid": i,"name": "mongodb","age": 18,"date": new Date()})}
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

简单的查询

# 查询数据表的所有行数
> db.log.count()
10000

# 查询所有，相当于select * from 表，默认分页显示20条数据，按it显示下一页
> db.log.find()
......
Type "it" for more

# 设置分页显示50条数据
> DBQuery.shellBatchSize=50
50

# 按条件查询
> db.log.find({"uid":100})
{ "_id" : ObjectId("619ddb0aa034fd5eb978b589"), "uid" : 100, "name" : "mongodb", "age" : 18, "date" : ISODate("2021-11-24T06:26:18.148Z") }

# 以标准json格式显示数据
> db.log.find({"uid":100}).pretty()
{
	"_id" : ObjectId("619ddb0aa034fd5eb978b589"),
	"uid" : 100,
	"name" : "mongodb",
	"age" : 18,
	"date" : ISODate("2021-11-24T06:26:18.148Z")
}

简单的删除数据

# 删除一条匹配的数据
> db.log.remove({'uid':100})
WriteResult({ "nRemoved" : 1 })

# 删除所有数据
> db.log.remove({})
WriteResult({ "nRemoved" : 9999 })

查看集合中数据的总大小(以字节为单位)加上集合中每个索引的大小。

> db.log.totalSize()
282624

4 MongoDB用户管理

MongoDB数据库默认是没有用户名和密码的，即无权限访问限制。为了方便数据库的管理和安全，需创建数据库用户。说明：

验证库: 建立用户时use到的库，在使用用户时，要加上验证库才能登陆。

对于管理员用户,必须在admin下创建.
1. 建用户时,use到的库,就是此用户的验证库
2. 登录时,必须明确指定验证库才能登录
3. 通常,管理员用的验证库是admin,普通用户的验证库一般是所管理的库设置为验证库
4. 如果直接登录到数据库,不进行use,默认的验证库是test,不是我们生产建议的.
5. 从3.6 版本开始，不添加bindIp参数，默认不让远程登录，只能本地管理员登录。

用户权限

权限 说明
Read 允许用户读取指定数据库
readWrite 允许用户读写指定数据库
dbAdmin 允许用户在指定数据库中执行管理函数，如索引创建、删除，查看统计或访问system.profile
userAdmin 允许用户向system.users集合写入，可以找指定数据库里创建、删除和管理用户
clusterAdmin 只在admin数据库中可用，赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限。
readAnyDatabase 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限
readWriteAnyDatabase 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限
userAdminAnyDatabase 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限
dbAdminAnyDatabase 只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限。
root 只在admin数据库中可用。超级账号，超级权限

用户创建语法

> use admin 
> db.createUser
{
    user: "<name>",
    pwd: "<cleartext password>",
    roles: [
       { role: "<role>",
     db: "<database>" } | "<role>",
    ...
    ]
}

语法说明：

  • user：用户名
  • pwd：用户密码
  • roles：指定用户的角色，可以用一个空数组给新用户设定一个空角色
  • db：作用对象

示例，创建超级管理员root

> use admin
switched to db admin
> db.createUser(
{
   user: 'root',
   pwd: '123qwe',
   roles: [{role: 'root', db: 'admin'}],
 })

创建完成之后，使用下面命令验证用户是否可用。

> db.auth('root','123qwe')
1

然后在配置文件中，开启mongo的验证功能，编辑配置文件 /mongodb/conf/mongo.conf，加入以下配置：

security:
   authorization: enabled

重启mongodb

$ mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf --shutdown
$ mongod -f /mongodb/conf/mongo.conf

登录验证：

[mongod@web01 conf]$ mongo
MongoDB shell version v4.2.17
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017/?compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("84e20c65-0d4e-4ae5-b2d8-7a5498faaada") }
MongoDB server version: 4.2.17
# 没验证之前，查数据库为空
> show dbs

# 切换到验证库
> use admin
switched to db admin

# 没验证前，查看表报错
> show tables
Warning: unable to run listCollections, attempting to approximate collection names by parsing connectionStatus
# 进行验证
> db.auth("root", "123qwe")
1
# 验证后正确查表
> show tables
system.users
system.version
>

命令行进入mongo的后台shell时，可进行验证：

# 本地登录
$ mongo -uroot -p123qwe admin
......
> db
admin
> show tables
system.users
system.version

# 远程登录
$ mongo -uroot -p123qwe 192.168.5.50/admin

查看创建的用户：

> db.system.users.find().pretty()
{
	"_id" : "admin.root",
	"userId" : UUID("2be69119-69e2-4e00-9681-29a4734a7c38"),
	"user" : "root",
	"db" : "admin",
	"credentials" : {
		"SCRAM-SHA-1" : {
			"iterationCount" : 10000,
			"salt" : "f98FyiyJF1PpeZswg+HM6g==",
			"storedKey" : "/iu5Z9bgDlty6G6dRpG4Na804aM=",
			"serverKey" : "z5/SCZpqodYrCQgXzl+NB6f6eS4="
		},
		"SCRAM-SHA-256" : {
			"iterationCount" : 15000,
			"salt" : "2xJUCbrH1hZlUCOnkDckijE8hTBgrBdIQ01BEw==",
			"storedKey" : "yxukPbFfEIsChsMi+5rdqTL3YTsRKLD59AEYm8ZUlCI=",
			"serverKey" : "pqXoB5iGYK8kB5nDQ4TOzjWhF50Qwy0hE6fLaVnnQ3U="
		}
	},
	"roles" : [
		{
			"role" : "root",
			"db" : "admin"
		}
	]
}

示例：创建应用用户

创建对 test1 库只有只读权限的用户

# 切换到test1库
> use test1
switched to db test1
# 创建用户
> db.createUser(
{
   user: 'test1',
   pwd: 'test1',
   roles: [{role: 'read', db: 'test1'}],
})

# 验证，先插入一条数据
> db.stu.insert({'name': 'laowang'})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

# 使用test1用户登录
$ mongo -utest1 -ptest1 192.168.5.50/test1
# 查询数据成功
> db.stu.find()
{ "_id" : ObjectId("619df123dd5f8d18a46d9f0b"), "name" : "laowang" }

# 插入数据失败，说明权限配置成功
> db.stu.insert("name": 'lisi')
2021-11-24T16:02:48.864+0800 E  QUERY    [js] uncaught exception: SyntaxError: missing ) after argument list :
@(shell):1:20

创建对 test2 库具有读写权限的用户

> use test2
switched to db test2
> db.createUser(
{
  user: 'test2',
  pwd: 'test2',
  roles: [{role: 'readWrite', db: 'test2'}],
})

创建test3用户，对test1有只读权限，对test2库有读写权限

> use test1
switched to db test1
> db.createUser(
... {
...   user: 'test3',
...   pwd: 'test3',
...   roles: [{role: 'read', db:'test1'},{role: 'readWrite',db: 'test2'}],
... })
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