MongoDB 简介

MongoDB 特性

1. MongoDB的文档格式基于JSON， JSON是JavaScript Object Notation的简称。JSON数据结构由键值对组成，也可以内置嵌套，与其他语言中的哈希映射或字典类型相似。
2. 使用MongoDB JavaScript shell就可以读取，查询或者操作数据库的类JSON数据信息。查询功能是专门用于处理结构化文档操作的，和关系型数据库的查询操作是同一层次的。
3. MongoDB在多个方面备受批评，但是MongoDB缺少架构定义意味着其更加灵活，更适合快速开发模式。关系型数据库的表里存储行，每个表都有严格的schema，指定每个列的数据类型，如果某行数据需要扩展字段，就必须修改表结构。MongoDB每个集合中的文档都可以拥有不同的数据结构，是机场，集合的文档都是相对一致的。
4. 数据库很大程度上是由其数据模型定义的，MongoDB的数据模型是面向文档的。关系型数据库包含表，MongoDB拥有集合，可以把集合当成一组文档数据。
5. MongoDB以二进制JSON格式存储文档数据，或者叫做BSON。当查询MongoDB并返回结果时，数据就会转换成易于阅读的数据格式。

索引

1. MongoDB中的索引使用了B-树（平衡树）数据结构。新的MongoDB已经支持日志结构合并-树（LSM）。
2. MongoDB给每个文档对象一个唯一的数据标识，辅助索引（secondary indexes）。使用MongoDB，每个集合我们可以创建64个索引。

复制

1. MongoDB提供了数据库复制特性，叫做可复制集合（replica set）。可复制集合在多个机器上分布式存储数据，实现数据冗余存储和自动备灾。可复制集合的主节点可以同时接受读/写操作，但是从节点只能进行读操作。
2. 可复制集合可以自持自动化备灾，如果主节点失败，则集群中会选择一个从节点自动提升为主节点，当之前的主节点回归时，它会继续作为从节点。

加速和持久化

1. 在数据库领域中，写入速度和持久化存在着矛盾关系，数据库设计者经常需要在速度和持久性之间妥协，做出最佳平衡。
2. 对于MongoDB，用户通过选择写入语义来维持速度与持久性之间的平衡，默认启用了日志功能。启用日志功能后，默认100ms就会写一次日志文件。如果服务器意外关机，日志会通过重启服务来确保MongoDB数据文件恢复为一致状态。
3. 对于写入压力，可以通过关闭日志功能来提高性能。此时建议使用主从复制模式来保证数据的完整性。

伸缩

1. 伸缩数据库最简单的方式就是升级服务器硬件。提升单个节点硬件参数的做法通常称为垂直扩展（vertial scaling / scaling up）。到达某个临界点后成本会陡增。
2. 水平扩展（hirizontal scaling / scaling out）指的是在多台机器上分布式存储数据库。水平扩展通常可以减小硬件成本，跨机器分布式存储数据可以降低数据丢失的风险。
3. MongoDB通过基于范围的分区机制来实现水平扩展，可以自动化的管理分布式节点存储的数据。分片系统处理额外的分片节点，还会处理自动化备灾。每个独立的节点是一个可复制的集合，至少由两台机器组成，确保节点失败时自动恢复。

命令行工具

1. mongodump和mongorestore ——备份和恢复数据库的工具。这个用具将数据库数据保存为原生的BSON格式，因此最适用于备份。而且具有适合热备份的优势。
2. mongoexport和mongoimport——导入或者导出JSON，CSV，TSV格式的数据。
3. mongosniff——一个用于发送给数据库命令的嗅探工具。
4. mongostat——与iostat类似，这个工具用来轮训MongoDB，提供有帮助的状态信息。
5. mongotop——与top类似，显示MongoDB在每个集合花费的读写数据的时间总和。
6. mongoperf——帮助我们了解MongoDB实例磁盘操作的情况。
7. mongooplog——展示MongoDB操作日志里面的信息。
8. Bsondump——把BSON文件转换为人类可读的格式。

限制

1. BSON文档大小限制为16MB，MongoDB更适合管理小文件。
2. MongoDB文档的嵌套深度最大值限制为100，对深入嵌套的文档处理会导致堆栈溢出。
3. 如果要存储大的二进制对象，比如图片或者视频，可以参考对大二进制对象的处理技术。

核心概念

1. 数据库
   • 管理数据库：MongoDB没有显示的创建数据库的方式，会在第一次写入数据的时候床技爱你数据库。要删除数据库就意味着丢失所有的集合，会从磁盘上产出数据库文件，因此没办法回滚。
   • 数据库文件和分配：数据库问阿金存储在启动mongod时depth参数指定的目录里，不指定时，mongod会在/data/db文件夹里存储数据。所有数据库文件都前缀了属于自己的数据库名字。
2. 集合
   • 管理集合：创建标准集合时可以通过参数指定预分配空间的字节大小，通常没有必要。集合名字可能包含数字、字母或者圆点字符。集合名字通过其命名空间来区分，包含所属的数据库名字。完全限制的集合名字不能超过128个字符。圆点符号可以用作虚拟的命名空间。
   • 集合也可以重命名。
3. 固定集合 （ capped collection）
   • 固定集合因为有文档数量上的限制，一旦达到集合上限，后续的插入将会覆盖最先插入的文档数据。
   • 固定集合可以设置空间大小限制，也允许指定最大文档数量限制，空间大小配置具备优先权。
   • 固定集合不允许正常集合的所有操作，例如不可以删除单个文档，不能增加文档的大小。
   • 生存时间集合（TTL, time-to-live）允许在特定时间后废弃文档数据。
4. 系统集合
   • MongDB的部分设计依赖于内部集合的使用，有两个特殊的集合：system.namespaces和system.indexes，都是标准集合，调试的时候非常有用。

数据类型

1. 字符串：所有字符串都必须使用UTF-8编码。
2. 数字： BSON指定了三种数据类型： double、int、long。可以编码任意IEEE浮点值以及任意8B长度的有符号整数。JavaScript智支持一种数据类型角度Number，等价于IEEE 754 Double。因此从shell保存一种数据类型为整数时，需要显式指定类型。
3. 时间：-