MongoDB數(shù)據(jù)庫簡介
MongoDB是一個基于分布式文件存儲的數(shù)據(jù)庫。由C++語言編寫。旨在為WEB應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲解決方案。
MongoDB是一個介于關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的產(chǎn)品，是非關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中功能最豐富，最像關(guān)系數(shù)據(jù)庫的。他支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常松散，是類似json的bson格式，因此可以存儲比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。Mongo最大的特點(diǎn)是他支持的查詢語言非常強(qiáng)大，其語法有點(diǎn)類似于面向?qū)ο蟮牟樵冋Z言，幾乎可以實(shí)現(xiàn)類似關(guān)系數(shù)據(jù)庫單表查詢的絕大部分功能，而且還支持對數(shù)據(jù)建立索引。
MongoDB數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)
它的特點(diǎn)是高性能、易部署、易使用，存儲數(shù)據(jù)非常方便。主要功能特性有：
*面向集合存儲，易存儲對象類型的數(shù)據(jù)。
*模式自由。
*支持動態(tài)查詢。
*支持完全索引，包含內(nèi)部對象。
*支持查詢。
*支持復(fù)制和故障恢復(fù)。
*使用高效的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲，包括大型對象（如視頻等）。
*自動處理碎片，以支持云計算層次的擴(kuò)展性。
*支持RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多種語言。
*文件存儲格式為BSON（一種JSON的擴(kuò)展）。
*可通過網(wǎng)絡(luò)訪問。
MongoDB數(shù)據(jù)庫使用原理
所謂“面向集合”（Collection-Oriented），意思是數(shù)據(jù)被分組存儲在數(shù)據(jù)集中，被稱為一個集合（Collection)。每個集合在數(shù)據(jù)庫中都有一個唯一的標(biāo)識名，并且可以包含無限數(shù)目的文檔。集合的概念類似關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（RDBMS）里的表（table），不同的是它不需要定義任何模式（schema)。Nytro MegaRAID技術(shù)中的閃存高速緩存算法，能夠快速識別數(shù)據(jù)庫內(nèi)大數(shù)據(jù)集中的熱數(shù)據(jù)，提供一致的性能改進(jìn)。
模式自由（schema-free)，意味著對于存儲在mongodb數(shù)據(jù)庫中的文件，我們不需要知道它的任何結(jié)構(gòu)定義。如果需要的話，你完全可以把不同結(jié)構(gòu)的文件存儲在同一個數(shù)據(jù)庫里。
存儲在集合中的文檔，被存儲為鍵-值對的形式。鍵用于唯一標(biāo)識一個文檔，為字符串類型，而值則可以是各種復(fù)雜的文件類型。我們稱這種存儲形式為BSON（Binary Serialized Document Format）。
MongoDB已經(jīng)在多個站點(diǎn)部署，其主要場景如下：
1）網(wǎng)站實(shí)時數(shù)據(jù)處理。它非常適合實(shí)時的插入、更新與查詢，并具備網(wǎng)站實(shí)時數(shù)據(jù)存儲所需的復(fù)制及高度伸縮性。
2）緩存。由于性能很高，它適合作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的緩存層。在系統(tǒng)重啟之后，由它搭建的持久化緩存層可以避免下層的數(shù)據(jù)源過載。
3）高伸縮性的場景。非常適合由數(shù)十或數(shù)百臺服務(wù)器組成的數(shù)據(jù)庫，它的路線圖中已經(jīng)包含對MapReduce引擎的內(nèi)置支持。
不適用的場景如下：1）要求高度事務(wù)性的系統(tǒng)。
2）傳統(tǒng)的商業(yè)智能應(yīng)用。
3）復(fù)雜的跨文檔（表）級聯(lián)查詢。
MongoDB數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹
分布式文件系統(tǒng)（Distributed File System）是指文件系統(tǒng)管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節(jié)點(diǎn)上，而是通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)相連。分布式文件系統(tǒng)的設(shè)計基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式。一個典型的網(wǎng)絡(luò)可能包括多個供多用戶訪問的服務(wù)器。另外，對等特性允許一些系統(tǒng)扮演客戶機(jī)和服務(wù)器的雙重角色。
HBase是一個分布式的、面向列的開源數(shù)據(jù)庫，該技術(shù)來源于 Fay Chang 所撰寫的Google論文“Bigtable：一個結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式存儲系統(tǒng)。
Yonghong Data Mart是基于自有技術(shù)研發(fā)的一款數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理的軟件。Yonghong Data Mart的分布式文件存儲系統(tǒng) (ZDFS)是在Hadoop HDFS基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造和擴(kuò)展，將服務(wù)器集群內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)上存儲的文件統(tǒng)一管理和存儲。
MongoDB數(shù)據(jù)庫實(shí)際應(yīng)用
MongoDB服務(wù)端可運(yùn)行在Linux、Windows或mac os x平臺，支持32位和64位應(yīng)用，默認(rèn)端口為27017。推薦運(yùn)行在64位平臺，因?yàn)镸ongoDB在32位模式運(yùn)行時支持的最大文件尺寸為2GB。
MongoDB數(shù)據(jù)庫版本發(fā)布
2012年05月23日，MongoDB2.1 開發(fā)分支發(fā)布了! 該版本采用全新架構(gòu)，包含諸多增強(qiáng)。
2012年06月06日，MongoDB 2.0.6 發(fā)布，分布式文檔數(shù)據(jù)庫。
2013年04月23日，MongoDB 2.4.3 發(fā)布，此版本包括了一些性能優(yōu)化，功能增強(qiáng)以及bug修復(fù)。
2013年08月20日，MongoDB 2.4.6 發(fā)布。
2013年11月01日，MongoDB 2.4.8 發(fā)布，是目前最新的穩(wěn)定版。
MongoDB數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)開發(fā)
服務(wù)端
下載地址
在不同的系統(tǒng)上會有不同的版本。
驅(qū)動
下載地址
用不同的語言開發(fā)會有不同的驅(qū)動提供。
MongoDB數(shù)據(jù)庫設(shè)計特征
MongoDB 的設(shè)計目標(biāo)是高性能、可擴(kuò)展、易部署、易使用，存儲數(shù)據(jù)非常方便。其主要功能特性如下。
（1）面向集合存儲，容易存儲對象類型的數(shù)據(jù)。在MongoDB 中數(shù)據(jù)被分組存儲在集合中，集合類似RDBMS 中的表，一個集合中可以存儲無限多的文檔。
（2）模式自由，采用無模式結(jié)構(gòu)存儲。在MongoDB 中集合中存儲的數(shù)據(jù)是無模式的文檔，采用無模式存儲數(shù)據(jù)是集合區(qū)別于RDBMS 中的表的一個重要特征。
（3）支持完全索引，可以在任意屬性上建立索引，包含內(nèi)部對象。MongoDB的索引和RDBMS 的索引基本一樣，可以在指定屬性、內(nèi)部對象上創(chuàng)建索引以提高查詢的速度。除此之外，MongoDB 還提供創(chuàng)建基于地理空間的索引的能力。
（4）支持查詢。MongoDB 支持豐富的查詢操作，MongoDB 幾乎支持SQL中的大部分查詢。
（5）強(qiáng)大的聚合工具。MongoDB 除了提供豐富的查詢功能外，還提供強(qiáng)大的聚合工具，如count、group 等，支持使用MapReduce 完成復(fù)雜的聚合任務(wù)。
（6）支持復(fù)制和數(shù)據(jù)恢復(fù)。MongoDB 支持主從復(fù)制機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份、故障恢復(fù)、讀擴(kuò)展等功能。而基于副本集的復(fù)制機(jī)制提供了自動故障恢復(fù)的功能，確保了集群數(shù)據(jù)不會丟失。
（7）使用高效的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲，包括大型對象（如視頻）。使用二進(jìn)制格式存儲，可以保存任何類型的數(shù)據(jù)對象。
（8）自動處理分片，以支持云計算層次的擴(kuò)展。MongoDB 支持集群自動切分?jǐn)?shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分片可以使集群存儲更多的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更大的負(fù)載，也能保證存儲的負(fù)載均衡。
（9）支持Perl、PHP、Java、C#、JavaScript、Ruby、C 和C++語言的驅(qū)動程序，MongoDB 提供了當(dāng)前所有主流開發(fā)語言的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動包，開發(fā)人員使用任何一種主流開發(fā)語言都可以輕松編程，實(shí)現(xiàn)訪問MongoDB 數(shù)據(jù)庫。
（10）文件存儲格式為BSON（JSON 的一種擴(kuò)展）。BSON 是對二進(jìn)制格式的JSON 的簡稱，BSON 支持文檔和數(shù)組的嵌套。
（11）可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問MongoDB 數(shù)據(jù)庫。
MongoDB數(shù)據(jù)庫基本概念
（1）文檔
文檔是 MongoDB 中數(shù)據(jù)的基本單位，類似于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的行（但是比行復(fù)雜）。多個鍵及其關(guān)聯(lián)的值有序地放在一起就構(gòu)成了文檔。不同的編程語言對文檔的表示方法不同，在JavaScript 中文檔表示為：
{“greeting”:“hello,world”}
這個文檔只有一個鍵“greeting”，對應(yīng)的值為“hello,world”。多數(shù)情況下，文檔比這個更復(fù)雜，它包含多個鍵/值對。例如：
{“greeting”:“hello,world”,“foo”: 3}
文檔中的鍵/值對是有序的，下面的文檔與上面的文檔是完全不同的兩個文檔。
{“foo”: 3 ,“greeting”:“hello,world”}
文檔中的值不僅可以是雙引號中的字符串，也可以是其他的數(shù)據(jù)類型，例如，整型、布爾型等，也可以是另外一個文檔，即文檔可以嵌套。文檔中的鍵類型只能是字符串。
（2）集合
集合就是一組文檔，類似于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的表。集合是無模式的，集合中的文檔可以是各式各樣的。例如，{“hello,word”:“Mike”}和{“foo”: 3}，它們的鍵不同，值的類型也不同，但是它們可以存放在同一個集合中，也就是不同模式的文檔都可以放在同一個集合中。既然集合中可以存放任何類型的文檔，那么為什么還需要使用多個集合？這是因?yàn)樗形臋n都放在同一個集合中，無論對于開發(fā)者還是管理員，都很難對集合進(jìn)行管理，而且這種情形下，對集合的查詢等操作效率都不高。所以在實(shí)際使用中，往往將文檔分類存放在不同的集合中，例如，對于網(wǎng)站的日志記錄，可以根據(jù)日志的級別進(jìn)行存儲，Info級別日志存放在Info 集合中，Debug 級別日志存放在Debug 集合中，這樣既方便了管理，也提供了查詢性能。但是需要注意的是，這種對文檔進(jìn)行劃分來分別存儲并不是MongoDB 的強(qiáng)制要求，用戶可以靈活選擇。
可以使用“.”按照命名空間將集合劃分為子集合。例如，對于一個博客系統(tǒng)，可能包括blog.user 和blog.article 兩個子集合，這樣劃分只是讓組織結(jié)構(gòu)更好一些，blog 集合和blog.user、blog.article 沒有任何關(guān)系。雖然子集合沒有任何特殊的地方，但是使用子集合組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)清晰，這也是MongoDB 推薦的方法。
（3）數(shù)據(jù)庫
MongoDB 中多個文檔組成集合，多個集合組成數(shù)據(jù)庫。一個MongoDB 實(shí)例可以承載多個數(shù)據(jù)庫。它們之間可以看作相互獨(dú)立，每個數(shù)據(jù)庫都有獨(dú)立的權(quán)限控制。在磁盤上，不同的數(shù)據(jù)庫存放在不同的文件中。MongoDB 中存在以下系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
· Admin 數(shù)據(jù)庫：一個權(quán)限數(shù)據(jù)庫，如果創(chuàng)建用戶的時候?qū)⒃撚脩籼砑拥絘dmin 數(shù)據(jù)庫中，那么該用戶就自動繼承了所有數(shù)據(jù)庫的權(quán)限。
· Local 數(shù)據(jù)庫：這個數(shù)據(jù)庫永遠(yuǎn)不會被負(fù)責(zé)，可以用來存儲本地單臺服務(wù)器的任意集合。
· Config 數(shù)據(jù)庫：當(dāng)MongoDB 使用分片模式時，config 數(shù)據(jù)庫在內(nèi)部使用，用于保存分片的信息。
MongoDB數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型
一個MongoDB 實(shí)例可以包含一組數(shù)據(jù)庫，一個DataBase 可以包含一組Collection（集合），一個集合可以包含一組Document（文檔）。一個Document包含一組field（字段），每一個字段都是一個key/value pair。
key: 必須為字符串類型。
value：可以包含如下類型。
· 基本類型，例如，string，int，float，timestamp，binary 等類型。
· 一個document。
· 數(shù)組類型。
MongoDB 的主要目標(biāo)是在鍵/值存儲方式（提供了高性能和高度伸縮性）和傳統(tǒng)的RDBMS 系統(tǒng)（具有豐富的功能）之間架起一座橋梁，它集兩者的優(yōu)勢于一身。根據(jù)官方網(wǎng)站的描述，Mongo 適用于以下場景。
· 網(wǎng)站數(shù)據(jù)：Mongo 非常適合實(shí)時的插入，更新與查詢，并具備網(wǎng)站實(shí)時數(shù)據(jù)存儲所需的復(fù)制及高度伸縮性。
· 緩存：由于性能很高，Mongo 也適合作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的緩存層。在系統(tǒng)重啟之后，由Mongo 搭建的持久化緩存層可以避免下層的數(shù)據(jù)源過載。
· 大尺寸、低價值的數(shù)據(jù)：使用傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲一些數(shù)據(jù)時可能會比較昂貴，在此之前，很多時候程序員往往會選擇傳統(tǒng)的文件進(jìn)行存儲。
· 高伸縮性的場景：Mongo 非常適合由數(shù)十或數(shù)百臺服務(wù)器組成的數(shù)據(jù)庫，Mongo 的路線圖中已經(jīng)包含對MapReduce 引擎的內(nèi)置支持。
· 用于對象及JSON 數(shù)據(jù)的存儲：Mongo 的BSON 數(shù)據(jù)格式非常適合文檔化格式的存儲及查詢。
MongoDB 的使用也會有一些限制，例如，它不適合于以下幾個地方。
· 高度事務(wù)性的系統(tǒng)：例如，銀行或會計系統(tǒng)。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫目前還是更適用于需要大量原子性復(fù)雜事務(wù)的應(yīng)用程序。
· 傳統(tǒng)的商業(yè)智能應(yīng)用：針對特定問題的BI 數(shù)據(jù)庫會產(chǎn)生高度優(yōu)化的查詢方式。對于此類應(yīng)用，數(shù)據(jù)倉庫可能是更合適的選擇。
· 需要SQL 的問題。
MongoDB數(shù)據(jù)庫應(yīng)用案例
下面列舉一些公司MongoDB的實(shí)際應(yīng)用：
·Craiglist上使用MongoDB的存檔數(shù)十億條記錄。
·FourSquare，基于位置的社交網(wǎng)站，在Amazon EC2的服務(wù)器上使用MongoDB分享數(shù)據(jù)。
·Shutterfly，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的社會和個人出版服務(wù)，使用MongoDB的各種持久性數(shù)據(jù)存儲的要求。
·bit.ly, 一個基于Web的網(wǎng)址縮短服務(wù)，使用MongoDB的存儲自己的數(shù)據(jù)。
·spike.com，一個MTV網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)營公司， spike.com使用MongoDB的。
·Intuit公司，一個為小企業(yè)和個人的軟件和服務(wù)提供商，為小型企業(yè)使用MongoDB的跟蹤用戶的數(shù)據(jù)。
·sourceforge.net，資源網(wǎng)站查找，創(chuàng)建和發(fā)布開源軟件免費(fèi)，使用MongoDB的后端存儲。
·etsy.com ，一個購買和出售手工制作物品網(wǎng)站，使用MongoDB。
·紐約時報，領(lǐng)先的在線新聞門戶網(wǎng)站之一，使用MongoDB。
·CERN，著名的粒子物理研究所，歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對撞機(jī)的數(shù)據(jù)使用MongoDB。
