NoSQL | MongoDB入門實(shí)戰(zhàn)教程（1）

【NoSQL】| 整理/Edison Zhou

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對(duì)于后端開(kāi)發(fā)工程師，NoSQL是一個(gè)需要掌握的技術(shù)點(diǎn)，而NoSQL中比較火熱的技術(shù)當(dāng)屬M(fèi)ongoDB。歡迎入門MongoDB，進(jìn)入無(wú)模式的文檔數(shù)據(jù)庫(kù)世界。

1關(guān)于MongoDB

通過(guò)下面幾個(gè)問(wèn)題，我們來(lái)快速地認(rèn)識(shí)一下MongoDB吧。

什么是MongoDB？

一個(gè)以JSON為數(shù)據(jù)模型的文檔數(shù)據(jù)庫(kù)。

為什么叫文檔數(shù)據(jù)庫(kù)？

這里的文檔來(lái)自于“JSON Document”，而不是我們一般理解的PDF、WORD等文檔。

是誰(shuí)開(kāi)發(fā)的MongoDB？

一個(gè)名叫 MongoDB Inc 的科技公司，總部在美國(guó)紐約。

MongoDB的主要用途是什么？

應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)，類似于MySQL、Oracle、MSSQL等。

海量數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)平臺(tái)等。

MongoDB的主要特點(diǎn)是什么？

建模不再是必選，而是可選；

JSON數(shù)據(jù)模型比較適合開(kāi)發(fā)者快速迭代；

橫向擴(kuò)展可以支撐很大的數(shù)據(jù)量和并發(fā)量；

MongoDB是免費(fèi)的么？

MongoDB有兩個(gè)發(fā)布版本：社區(qū)版 和 企業(yè)版；

社區(qū)版是基于SSPL協(xié)議，這是一種和AGPL協(xié)議類似的開(kāi)源協(xié)議，對(duì)于云廠商封裝云產(chǎn)品有一定限制，其他場(chǎng)景均無(wú)限制，免費(fèi)使用；

企業(yè)版則是基于商業(yè)協(xié)議，需要付費(fèi)使用；

MongoDB各版本有什么變遷？

一圖勝前言：

值得一提的是，4.x 版本開(kāi)始支持事務(wù)了。

MongoDB和關(guān)系型DB有什么異同點(diǎn)？

一表勝前言：

對(duì)于基本概念術(shù)語(yǔ)，MongoDB與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的區(qū)別如下表：

可以看到，在MongoDB中每一行被稱做一個(gè)文檔，這也是MongoDB被稱為文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)的最大特點(diǎn)。

特色：靈活的文檔模型

在傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，我們往往需要建立錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系模型。

而在MongoDB中，我們只需要簡(jiǎn)單快速的創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象模型即可。

這個(gè)對(duì)象模型就是我們常說(shuō)的JSON文檔文檔模型，它具有以下幾個(gè)特性：

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)引擎只需要在一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)讀寫(xiě)；

（2）反范式、無(wú)關(guān)聯(lián)的組織極大優(yōu)化查詢速度；

（3）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)模式，支持應(yīng)用開(kāi)發(fā)快速迭代；

優(yōu)勢(shì)：原生的高可用和橫向擴(kuò)展能力

在傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，我們往往需要借助一些組件花費(fèi)很多功夫才能做到高可用和橫向擴(kuò)展，而這些在MongoDB中就是與生俱來(lái)的，你不需要花費(fèi)很多功夫就可以實(shí)現(xiàn)。

例如，可以直接借助MongoDB提供的復(fù)制集的能力實(shí)現(xiàn)高可用，最大可支持50個(gè)復(fù)制集，完全可以實(shí)現(xiàn)多中心的容災(zāi)能力。

此外，還可以直接借助MongoDB提供的分片集的能力實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展，我們要做的只是在需要的時(shí)候無(wú)縫擴(kuò)展，它支持多種數(shù)據(jù)分布策略（Hash、范圍等），可以較為輕松地支持TB到PB級(jí)的數(shù)據(jù)量。

MongoDB支持多種安裝方式和多平臺(tái)（Windows/Linux），還支持Docker部署。這里為了快速演示，我們來(lái)在Linux下安裝一個(gè)適用于開(kāi)發(fā)測(cè)試環(huán)境的MongoDB社區(qū)版實(shí)例。

此外，你也可以通過(guò)官方提供的云托管服務(wù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)免費(fèi)的MongoDB集群用于學(xué)習(xí)，這也是一個(gè)快速學(xué)習(xí)MongoDB的方式，限制是免費(fèi)集群的存儲(chǔ)大小只有512MB。

當(dāng)然，你還可以通過(guò)Docker來(lái)部署一個(gè)MongoDB社區(qū)版實(shí)例，不過(guò)我的習(xí)慣一般是數(shù)據(jù)庫(kù)類有狀態(tài)服務(wù)的運(yùn)行環(huán)境都不用Docker來(lái)部署，開(kāi)發(fā)環(huán)境和測(cè)試環(huán)境可以考慮采用Docker來(lái)部署。

前置條件

一臺(tái)Linux主機(jī) 或 虛擬機(jī) 或 云主機(jī)，建議 CentOS 7.x 版本。

配置好靜態(tài)IP、關(guān)閉防火墻、主機(jī)名等基本操作，不再贅述。

下載安裝包

從官網(wǎng)（https://www.mongodb.com/try/download/community）下載MongoDB 4.4.5的tgz包：

下載完成后將其拷貝到Linux中，這里我們暫且將其拷貝到 /usr/local/mongodb/source 目錄下。

當(dāng)然，你要先創(chuàng)建這個(gè)目錄：

mkdir /usr/local/mongodbmkdir /usr/local/mongodb/source

然后，進(jìn)入 source 目錄下解壓，并將壓縮后的所有文件移動(dòng)到 /usr/local/mongodb 目錄下

mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.5 /usr/local/mongodb

準(zhǔn)備Mongo目錄與配置文件

首先，在 /usr/local/mongodb 目錄下分別創(chuàng)建db目錄 和 log目錄：

mkdir /usr/local/mongodb/data/dbmkdir /usr/local/mongodb/logs/mkdir /usr/local/mongodb/logs/mongodb.log

然后，創(chuàng)建最核心的mongo配置文件：

vi /usr/local/mongodb/mongodb.conf

配置文件內(nèi)容如下：

systemLog:  destination: file  path: /usr/local/mongodb/logs/mongodb.log # log path  logAppend: truestorage:  dbPath: /usr/local/mongodb/data/db # data directorynet:  bindIp: 0.0.0.0  port: 27017 # portprocessManagement:  fork: true

修改環(huán)境變量

執(zhí)行以下命令修改環(huán)境變量：

export PATH=$PATH:/usr/local/mongodb/binsource /etc/profile

驗(yàn)證一下：

mongo -version

設(shè)置開(kāi)機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)

首先，進(jìn)入 /lib/systemd/system 目錄下，執(zhí)行以下命令：

cd /lib/systemd/systemcat >>mongodb.service<<"EOF"在>提示下拷貝以下內(nèi)容：[Unit]Description=mongodbAfter=network.target remote-fs.target nss-lookup.target
[Service]Type=forkingExecStart=/usr/local/mongodb/bin/mongod --config /usr/local/mongodb/mongodb.confExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPIDExecStop=/usr/local/mongodb/bin/mongod --shutdown --config /usr/local/mongodb/mongodb.confPrivateTmp=true
[Install]WantedBy=multi-user.targetEOF

設(shè)置mongodb.service執(zhí)行權(quán)限

chmod +x mongodb.service

設(shè)置mongodb.service開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)

systemctl enable mongodb.service

這時(shí)開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)配置完成，reboot一下驗(yàn)證看看。

試玩MongoDB

首先，執(zhí)行以下命令進(jìn)入Mongo Shell：

mongo

然后，執(zhí)行以下命令可以看到目前已有的數(shù)據(jù)庫(kù)：

show dbs

> use studentsswitched to db students> db.records.insertOne({name:"Edison", gender:"Male"}){  "acknowledged" : true,  "insertedId" : ObjectId("6092aa664e88a1d766523bc4")}> db.records.find().pretty(){  "_id" : ObjectId("6092aa664e88a1d766523bc4"),  "name" : "Edison",  "gender" : "Male"}

使用Compass客戶端

MongoDB除了提供了shell命令供我們使用，還提供了一個(gè)免費(fèi)的圖形化客戶端工具Compass。

下載地址：https://www.mongodb.com/products/compass

安裝完成后，配置一下連接參數(shù)：

即可看到所有的數(shù)據(jù)庫(kù)和集合了：

通過(guò)Compass查看剛剛把玩的students數(shù)據(jù)庫(kù)：

當(dāng)然，除了Compass之外呢，可以選擇的可視化工具還有Robo 3T 以及 Navicat，如果你已經(jīng)安裝了Navicat，那就直接使用Navicat連接也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

OK，到此試玩結(jié)束。

本文總結(jié)了MongoDB的基本概念、文檔模型 及 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并介紹了如何在Linux下快速部署安裝一個(gè)MongoDB實(shí)例 以及 使用Compass客戶端工具連接MongoDB。

下一篇，我們會(huì)學(xué)習(xí)如何在Linux下安裝部署一個(gè)三節(jié)點(diǎn)MongoDB的高可用復(fù)制集集群，有興趣的童鞋可以繼續(xù)關(guān)注。

參考資料

唐建法，《MongoDB高手課》（極客時(shí)間）

郭遠(yuǎn)威，《MongoDB實(shí)戰(zhàn)指南》（圖書(shū)）