非关系型数据库MongoDB（文档型数据库）介绍与使用实例 ...

MongoDB介绍

        MongoDB是一种开源的文档型数据库管理系统，它使用类似于JSON的BSON格式（Binary JSON）来存储数据。与传统关系型数据库差别，MongoDB不使用表和行的结构，而是采用集合（Collection）(Mysql表)和文档（Document）（MySql行）的概念来组织数据。

• MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库
  
• 由C++语言编写，旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储办理方案。
  
• MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产物，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。
  
• 它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比力复杂的数据类型。
  
• Mongo最大的特点是它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，而且还支持对数据创建索引
  

MongoDB的重要特点包罗：
1. 强大的灵活性：MongoDB的文档模型答应存储差别结构的数据，使用者可以轻松地添加、修改和删除字段，而无需举行复杂的模式迁移。
2. 高性能：MongoDB支持程度扩展，可以实现高并发和大规模的数据处置惩罚。它还提供了索引和查询优化等功能，以提高读取和写入的性能。
3. 高可用性：MongoDB支持主从复制和分片的特性，可以实现数据的备份和故障恢复。当主节点出现故障时，系统可以主动切换为备用节点来提供服务。
4. 丰富的查询语言：MongoDB使用类似于SQL的查询语言来举行数据的查询和聚合操纵。同时，它还提供了地理空间查询和全文索引等功能，以满意各种复杂的查询需求。
使用场景

MongoDB是一种非关系型数据库，实用于很多差别的使用场景。以下是一些常见的
网站数据存储：
           实时应用：MongoDB 非常得当需要频繁插入、更新和查询的实时应用程序，比如新闻feed、博客、论坛、批评系统等，其快速的写入速度和高效的查询性能有利于应对高并发访问。
  游戏开发：
           游戏用户信息：存储玩家账户、角色属性、装备、积分等数据，内嵌文档结构能很好地满意这类复杂且动态变化的数据需求。
          实时数据分析：游戏事件日志、实时排行榜等场景要求数据库具备快速写入和即时查询的能力。
  物流与电商：
           订单管理：订单信息、商品库存、生意业务汗青等，MongoDB 对频繁更新的状态跟踪体现良好。
          用户行为分析：记载并分析用户欣赏、购买、搜索等行为数据。
  交际网络：
           用户资料与交际关系：存储用户个人信息、好友列表、消息记载等半结构化数据。
          地理位置服务：使用地理空间索引轻松实现附近的用户、地点查找功能。
  物联网（IoT）：
           装备数据存储：网络来自各种智能装备的实时或周期性上报的数据，如温度、湿度、状态变化等信息。
          日志记载与分析：处置惩罚大量的装备日志数据，举行多维度分析和实时监控。
  内容管理系统：
           博客文章、多媒体内容存储：支持大文本、富媒体类型的内容存储，同时方便实现内容标签、分类等关联查询。
  视频直播和流媒体：
           用户运动记载：存储用户观看汗青、互动行为（如送礼、弹幕）等信息。
          实时统计与计费：对用户运动数据举行实时统计和计费计算。
  缓存系统：
           高性能缓存：作为高速缓存层，存储常常访问但不需永世保存或可以容忍短时间丢失的数据。
  大数据分析：
           聚合框架：MongoDB 内置了强大的聚合管道功能，可以在数据库层面完成数据预处置惩罚和开端分析。
   关键名词

在 MongoDB 中有三个比力重要的名词：数据库、集合、文档！

数据库 (Database)
        在 MongoDB 中，数据库是最顶层的逻辑容器，它包罗一组集合（collections）。每个 MongoDB 实例可以包罗多个数据库，而且数据库之间相互独立，互不影响。
集合 (Collection)
        集合类似于关系型数据库中的表，它是 MongoDB 中存储文档的容器。集合中的文档不需要预先界说 schema（模式），也就是说，同一个集合中的文档可以有差别的字段结构。每个集合中的文档都有唯一的 _id 字段作为主键标识符。比方，users 或 orders 都可以是集合名，它们分别存储用户信息或订单数据。
文档 (Document)
        文档是 MongoDB 中的根本数据单元，它对应于关系型数据库中的行。文档是以 BSON（Binary JSON）格式存储的数据结构，类似于 JSON 对象，支持嵌套结构和数组。每个文档包罗多个键值对，键为字符串，值可以是各种数据类型，包罗其他文档、数组和其他复杂结构。比方，一个用户文档大概如下所示：

MongoDB 使用 

引用依赖包

1.         <dependency>
2.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
3.             <artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
4.         </dependency>

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配置文件配置mongodb资料（.property文件）

1. # MongoDB连接信息
2. spring.data.mongodb.host = 192.168.23.27
3. spring.data.mongodb.port = 27017
4. spring.data.mongodb.database = mall
5. spring.data.mongodb.auto-index-creation = true

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准备对象Person

1. @Document(collection = "person") // 指定集合名称，就是类似mysql的表，如果不指定就以类名称作为集合名称
2. @Data
3. public class Person {
4.     @Id // 文档id, 很重要，类似mysql表的主键
5.     private Long id;
6.     private String name;
7.     private Integer age;
8.     /**
9.      * 创建一个10秒之后文档自动删除的索引 结合 spring.data.mongodb.auto-index-creation = true 一起使用
10.        创建一个10秒之后文档自动删除, 类似 redis ttl
11. 注意：这个字段必须是date类型或者是一个包含date类型值的数组字段，一般我们使用date类型；
13.      */
14.     @Indexed(expireAfterSeconds=10)
15.     private LocalDateTime createTime;
16. }

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新增文档 

1. @Autowired
2.     private MongoTemplate mongoTemplate;
4.     /**
5.      * 插入文档
6.      */
7.     @Test
8.     void insert() {
9.         Person person =new Person();
10.         person.setId(20530712L);
11.         person.setName("张三");
12.         person.setAge(26);
13.         mongoTemplate.insert(person);
15.     }
16.     /**
17.      * 自定义集合，插入文档
18.      */
19.     @Test
20.     public void insertCustomCollection() throws Exception {
21.         Person person =new Person();
22.         person.setId(20530712L);
23.         person.setName("张三");
24.         person.setAge(26);
25.         person.setCreateTime(LocalDateTimeUtil.now());
26.         mongoTemplate.insert(person, "custom_person");
27.     }
28.     /**
29.      * 批量插入文档
30.      */
31.     @Test
32.     public void insertBatch() throws Exception {
33.         List<Person> personList = new ArrayList<>();
34.         for (int i = 1; i < 5; i++) {
35.             Person person =new Person();
36.             person.setId((long) i);
37.             person.setName("张三"+i);
38.             person.setAge(26);
39.             person.setCreateTime(LocalDateTimeUtil.now());
40.             personList.add(person);
42.         }
44.        //mongoTemplate.insert(personList, "custom_person");
45.         mongoTemplate.insertAll(personList);
46.     }
47.     /**
48.      * 存储文档，如果没有插入，否则更新
49.      * 在存储文档的时候会通过主键 ID 进行判断，如果存在就更新，否则就插入
50.      */
51.     @Test
52.     public void save() throws Exception {
53.         Person person =new Person();
54.         person.setId(1L);
55.         person.setName("张三33");
56.         person.setAge(26);
57.         person.setCreateTime(LocalDateTimeUtil.now());
58.         mongoTemplate.save(person);
59.     }

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修改文档

1. @Autowired
2.     private MongoTemplate mongoTemplate;
4.     /**
5.      * 更新文档，匹配查询到的文档数据中的第一条数据
6.      * @throws Exception
7.      */
8.     @Test
9.     public void update1() throws Exception {
10.      
11.         //更新条件
12.         Query query= new Query(Criteria.where("id").is(2));
14.         //更新值
15.         Update update= new Update().set("name", person.getName()).set("age", 32);
17.         //更新查询满足条件的文档数据（第一条）
18.         UpdateResult result =mongoTemplate.updateFirst(query, update, Person.class);
19.         System.out.println("更新条数：" + result.getMatchedCount());
20.     }
21.     /**
22.      * 更新文档，匹配查询到的文档数据中的所有数据
23.      */
24.     @Test
25.     public void updateMany() throws Exception {
27.         //更新年龄大于等于32的人
28.         Query query= new Query(Criteria.where("age").gte(18));
30.         //更新姓名为 “我成人了”
31.         Update update= new Update().set("name", "我成人了");
33.         //更新查询满足条件的文档数据（全部）
34.         UpdateResult result = mongoTemplate.updateMulti(query, update, Person.class);
35.         System.out.println("更新条数：" + result.getMatchedCount());
36.     }

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删除文档

1. @Autowired
2.     private MongoTemplate mongoTemplate;
4.     /**
5.      * 删除符合条件的所有文档
6.      */
7.     @Test
8.     public void remove() throws Exception {
9.       //删除年龄小于18的所有人
10.         Query query = new Query(Criteria.where("age").lt(18));
11.         DeleteResult result = mongoTemplate.remove(query, Person.class);
12.         System.out.println("删除条数：" + result.getDeletedCount());
13.     }
15.     /**
16.      * 删除符合条件的单个文档，并返回删除的文档
17.      */
18.     @Test
19.     public void findAndRemove() throws Exception {
21.         Query query = new Query(Criteria.where("id").is(1L));
22.         Person result = mongoTemplate.findAndRemove(query, Person.class);
23.         System.out.println("删除的文档数据：" + result);
24.     }
26.     /**
27.      * 删除符合条件的所有文档，并返回删除的文档
28.      */
29.     @Test
30.     public void findAllAndRemove() throws Exception {
32.         // 使用 in 删除 符合条件的多条文档，并返回
33.         Query query = new Query(Criteria.where("id").in(1,2,3));
34.         List<Person> result = mongoTemplate.findAllAndRemove(query, Person.class);
35.         System.out.println("删除的文档数据：" + result.toString());
36.     }

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查询文档

原生查询

1. db.getCollection("my_person").find({ name: /^张/ ,name: /大$/})
4. db.getCollection("my_person").find({ name: /^张/,age:{$lte:12}})

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Java实现

1. @Autowired
2.     private MongoTemplate mongoTemplate;
4.     /**
5.      * 查询集合中的全部文档数据
6.      */
7.     @Test
8.     public void findAll()  {
9.         List<Person> result = mongoTemplate.findAll(Person.class);
10.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
11.     }
13.     /**
14.      * 查询集合中指定的ID文档数据
15.      */
16.     @Test
17.     public void findById() {
18.         long id = 2L;
19.         Person result = mongoTemplate.findById(id, Person.class);
20.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
21.     }
22.     /**
23.      * 根据条件查询集合中符合条件的文档，返回第一条数据
24.      */
25.     @Test
26.     public void findOne() {
27.         Query query = new Query(Criteria.where("name").is("张三3"));
28.         Person result = mongoTemplate.findOne(query, Person.class);
29.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
30.     }
32.     /**
33.      * 根据条件查询所有符合条件的文档
34.      */
35.     @Test
36.     public void findByCondition() {
38.         Query query = new Query(Criteria.where("age").gt(18));
39.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
40.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
41.     }
42.     /**
43.      * 根据【AND】关联多个查询条件，查询集合中所有符合条件的文档数据
44.      */
45.     @Test
46.     public void findByAndCondition() {
47.         // 创建条件
48.         Criteria name = Criteria.where("name").is("张三");
49.         Criteria age = Criteria.where("age").is(18);
50.         // 创建条件对象，将上面条件进行 AND 关联
51.         Criteria criteria = new Criteria().andOperator(name, age);
52.         // 创建查询对象，然后将条件对象添加到其中
53.         Query query = new Query(criteria);
54.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
55.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
56.     }
57.     /**
58.      * 根据【OR】关联多个查询条件，查询集合中的文档数据
59.      */
60.     @Test
61.     public void findByOrCondition() {
62.         // 创建条件
63.         Criteria criteriaUserName = Criteria.where("name").is("张三");
64.         Criteria criteriaPassWord = Criteria.where("age").is(22);
65.         // 创建条件对象，将上面条件进行 OR 关联
66.         Criteria criteria = new Criteria().orOperator(criteriaUserName, criteriaPassWord);
67.         // 创建查询对象，然后将条件对象添加到其中
68.         Query query = new Query(criteria);
69.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
70.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
71.     }
72.     /**
73.      * 根据【IN】关联多个查询条件，查询集合中的文档数据
74.      */
75.     @Test
76.     public void findByInCondition() {
77.         // 设置查询条件参数
78.         List<Long> ids = Arrays.asList(10L, 11L, 12L);
79.         // 创建条件
80.         Criteria criteria = Criteria.where("id").in(ids);
81.         // 创建查询对象，然后将条件对象添加到其中
82.         Query query = new Query(criteria);
83.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
84.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
85.     }
87.     /**
88.      * 根据【逻辑运算符】查询集合中的文档数据
89.      */
90.     @Test
91.     public void findByOperator() {
92.         // 设置查询条件参数
93.         int min = 20;
94.         int max = 35;
95.         Criteria criteria = Criteria.where("age").gt(min).lte(max);
96.         // 创建查询对象，然后将条件对象添加到其中
97.         Query query = new Query(criteria);
98.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
99.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
100.     }
101.     /**
102.      * 根据【正则表达式】查询集合中的文档数据
103.      */
104.     @Test
105.     public void findByRegex() {
106.         // 设置查询条件参数
107.         String regex = "^张";
108.         Criteria criteria = Criteria.where("name").regex(regex);
109.         // 创建查询对象，然后将条件对象添加到其中
110.         Query query = new Query(criteria);
111.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
112.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
113.     }
115.     /**
116.      * 根据条件查询集合中符合条件的文档，获取其文档列表并排序
117.      */
118.     @Test
119.     public void findByConditionAndSort() {
120.         Query query = new Query(Criteria.where("name").is("张三")).with(Sort.by("age"));
121.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
122.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
123.     }
125.     /**
126.      * 根据单个条件查询集合中的文档数据，并按指定字段进行排序与限制指定数目
127.      */
128.     @Test
129.     public void findByConditionAndSortLimit() {
130.         String userName = "张三";
131.         //从第5行开始，查询3条数据返回
132.         Query query = new Query(Criteria.where("name").is("张三"))
133.                 .with(Sort.by("createTime"))
134.                 .limit(3).skip(5);
135.         List<Person> result = mongoTemplate.find(query, Person.class);
136.         System.out.println("查询结果：" + result.toString());
137.     }
138.     /**
139.      * 统计集合中符合【查询条件】的文档【数量】
140.      */
141.     @Test
142.     public void countNumber() {
143.         // 设置查询条件参数
144.         String regex = "^张*";
145.         Criteria criteria = Criteria.where("name").regex(regex);
146.         // 创建查询对象，然后将条件对象添加到其中
147.         Query query = new Query(criteria);
148.         long count = mongoTemplate.count(query, Person.class);
149.         System.out.println("统计结果：" + count);
150.     }

复制代码

创建索引

1. @Autowired
2.     private MongoTemplate mongoTemplate;
4.     /**
5.      * 创建升序索引
6.      */
7.     @Test
8.     public void createAscendingIndex() {
9.         // 设置字段名称
10.         String field = "age";
11.         // 创建索引
12.         mongoTemplate.getCollection("person").createIndex(Indexes.descending(field));
13.     }
15.     /**
16.      * 根据索引名称移除索引
17.      */
18.     @Test
19.     public void removeIndex() {
20.         // 设置字段名称
21.         String field = "age_1";
22.         // 删除索引
23.         mongoTemplate.getCollection("person").dropIndex(field);
24.     }
27.     /**
28.      * 查询集合中所有的索引
29.      */
30.     @Test
31.     public void getIndexAll() {
32.         // 获取集合中所有列表
33.         ListIndexesIterable<Document> indexList =   mongoTemplate.getCollection("person").listIndexes();
34.         // 获取集合中全部索引信息
35.         for (Document document : indexList) {
36.             System.out.println("索引列表：" + document);
37.         }
38.     }

复制代码

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