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MongoDB学习笔记

MongoDB学习笔记

MongoDB

一、数据库简介

  • 数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库
  • 我们的程序都是在内存中运行的,一旦程序运行结束或者计算机断电,程序运行的数据都会丢失
  • 所以我们就需要将一些程序运行的数据持久化到硬盘之中,以确保数据的安全性
  • 说白了,数据库就是存储数据的仓库
  • 数据库分类
    • 关系型数据库(RDBMS)
      • MySQL、Oracle、DB2、SQL Server……
      • 关系数据库中都是表
    • 非关系型数据库(No SQL Not Only SQL)
      • MongoDB、Redis……
      • 键值对数据库
      • 文档数据库MongoDB

二、MongoDB简介

  • MongoDB是为快速开发互联网Web应用而设计的数据库系统

  • MongoDB的设计目标是极简、灵活、作为Web应用栈的一部分

  • MongoDB的数据模型是面向文档的,所谓文档是一种类似于JSON的结构,简单理解MongoDB这个数据库中存的是各种各样的JSON(BSON)

  • 三个概念

    • 数据库(database):数据库是一个仓库,在仓库中可以存放集合
    • 集合(collection):集合类似于数组,在集合中可以存放文档
    • 文档(document):文档数据库中的最小单位,我们存储和操作的内容都是文档
  • 下载MongoDB

    • 下载地址:https://www.mongodb.org/dl/win32/
    • MongoDB的版本偶数版本为稳定版,奇数版本为开发版
    • MongoDB对于32位系统支持不佳,所以3.2版本以后没有再对32位系统的支持
  • 安装MongoDB

    • 安装

    • 配置环境变量 D:\Program Files\MongoDB\Server\4.2\bin

    • 在C盘根目录下创建data/db文件夹

    • 打开cmd命令行窗口

      • 输入mongod启动MongoDB服务器
      • 32位的初次启动需要输入mongod --storageEngine=mmapv1
    • 再打开一个cmd窗口

      • 输入mongo连接mongodb,出现>
    • 其他配置命令mongod --dbpath "D:\Program Files\MongoDB\Server\4.2\data\db --port 123"

    • 数据库

      • 服务器用来保存数据,mongod启动

      • 客户端用来操作服务器,对数据进行增删改查的操作,mongo来启动

      • 需要打开两个窗口,我们可以将MongoDB设置为系统服务,可以自动在后台启动,不需要每次都手动启动

        • C://data/创建db、log目录

        • 在D:\Program Files\MongoDB\Server\4.2下添加一个配置文件mongod.cfg,配置文件中添加内容

          systemLog:
              destination: file
              path: c:\data\log\mongod.log
          storage:
              dbPath: c:\data\db
        • 以管理员身份打开命令行窗口,输入命令sc.exe create MongoDB binPath="\"D:\Program Files\MongoDB\Server\4.2\bin\mongod.exe\" --service --config=\"D:\Program Files\MongoDB\Server\4.2\mongod.cfg\"" DisplayName= "MongoDB" start= "auto"

        • 启动MongoDB服务

        • 如果启动失败,则输入sc delete MongoDB删除服务之后,重新开始配置

三、MongoDB的基本操作

在MongoDB中,数据库和集合都不需要我们手动创建,当我们创建文档时,如果文档所在的集合或数据库不存在则会自动创建数据库和集合

MongoDB

1、基本命令

  • 显示当前的所有数据库
    • show dbs
    • show databases
  • 进入到指定的数据库中
    • use 数据库名
  • db表示的是当前所处的数据库
    • db
  • 显示数据库中所有的集合
    • show collections

2、数据库的CRUD操作

安装图形化工具:MongodbManagerFreeStudio-3T

  • 向数据库中插入文档

    • db.<collection>.insert(doc) 向集合中插入一个或多个文档。当我们向集合中插入文档时,如果没有给文档指定_id属性,则数据库会自动为文档添加_id,该属性用来作为文档的唯一标识,也可以自己指定,如果我们指定了,数据库就不会添加了,如果自己指定_id也必须确保它的唯一性
    // 向test数据库中的stus集合中插入一个新的学生对象{name:"swk",age:18,gender:"man"}
    use test
    db.stus.insert({name:"swk",age:18,gender:"man"})
    db.stus.insert([
        {name:"shs",age:38,gender:"man"},
        {name:"bgj",age:18,gender:"female"},
        {name:"zbj",age:28,gender:"man"}
    ])
    ObjectId()  // 根据时间戳、机器码
    db.stus.insert({_id:"ts",name:"ts",age:18,gender:"man"})   // 建议不要自己指定
    • db.<collection>.insertOne(doc) 插入一个文档对象
    • db.<collection>.insertMany(doc) 插入多个文档对象
    • 这两个和上面的差不多,就是写开了更容易理解

    注:MongoDB中的文档的属性值也可以是一个文档,当一个文档的属性值是文档时,我们称这为内嵌文档。

    MongoDB支持直接通过内嵌文档的属性进行查询,如果要查询内嵌文档,可以通过.的形式来匹配。属性名必须用引号括起来

  • 查询

    • db.<collectin>.find() 查询当前集合中的所有的文档
      • find()用来查询集合中所有符合条件的文档。在开发时,绝对不会执行不带条件的查询
      • find()可以接受一个对象作为条件参数
        • {}表示查询集合中所有的文档
        • {字段名:值}查询属性是指定值的文档
          • 值还可以添加一个选项,多个条件之间使用,连接
          • $eq 等于
          • $gt $gte 大于 大于等于
          • $in
          • $lt $lte
          • $ne
          • $nin
          • $or
      • find()返回的是一个数组
      • db.stus.find({}).count()返回对象个数,一般用这个;db.stus.find({}).length()
      • db.stus.find().limit(10) 设置显示数据的上限,这里表示只显示前十条数据
      • db.numbers.find().skip(10).limit(10) skip()用于跳过指定数量的数据,这里会显示第11~20条数据。MongoDB会自动调整skip和limit的位置,因此顺序随便
    • db.<collectin>.findOne() 查询当前集合中符合条件的第一个文档
      • findOne()返回的是一个文档对象
    db.stus.find();
    db.stus.find({});
    db.stus.find({}).count();
    db.stus.find({}).length();
    db.stus.find({_id:"ts"});
    db.stus.find({age: 28,name:"zbj"});
    db.stus.find({age: 28})[1];
    db.stus.find({age:{$gt:20}})
  • 修改

    • db.<collectin>.update(查询条件,新对象[,配置选项])
      • update()默认情况下回使用新对象来替换旧的对象
      • 如果需要修改指定的属性,而不是替换,需要使用“修改操作符”来完成修改
        • $set 可以用来修改文档中的指定属性
        • $push用于向数据中添加一个新的元素
        • $addT0Set向数据中添加一个新元素,如果数组中已经存在该元素,则不会添加
        • $unset 可以用来删除文档的指定属性
      • update()默认只会修改一个
    • db.<collectin>.updateMany(查询条件,新对象) 同时修改多个符合条件的文档
    • db.<collectin>.updateOne(查询条件,新对象) 修改一个符合条件的文档
    • db.<collectin>.replace(查询条件,新对象) 替换一个文档
    • 这三个也是将第一个分开了
    db.stus.upadate({name:'shs'},{age:29}) // 替换
    db.stus.upadate({name:'shs'},{$set{age:29, address:"lsh"}) // 修改,默认值修改一个
    db.stus.upadate({name:'shs'},{$set{address:"lsh"})
    db.stus.upadate({name:'shs'},{$unset{age:29}) // 删除
    db.stus.upadate({name:'shs'},{$set{age:29, address:"lsh"}) // 添加配置项也可以修改多个
  • 删除

    • db.<collectin>.remove()
      • remove()可以根据条件来删除文档,传递的条件的方式和find()一样
      • 删除符合条件的所有的文档,默认会删除多个
      • 如果remove()第二个参数传递一个true,则只会删除一个
      • 如果只传递一个空对象,则会删除所有的
    • db.<collectin>.deleteOne()
    • db.<collectin>.deleteMany()
    • db.collection.drop() 删除集合
    • db.dropDatabase()删除数据库
    • 一般数据库中的数据都不会删除,所以删除的方法很少调用,一般在数据中添加一个字段,来表示数据是否被删除
    db.stus.remove()
    
    db.stus.remove({})   // 清空集合(性能略差)
    db.stus.drop()     // 删除集合
    db.database()       // 删除数据库
    // 一般删除一个文档都是用这种方式
    db.stus.inert([
        {
            name: "ts",
            isDel: 0
        },
        {
            name: "zbj",
            isDel: 0
        },
        {
            name:"shs",
            isDel: 0
        }
    ])
    db.stus.updateOne({name:"ts"},{$et:{isDel:1}})
    db.stus.find({isDel:0})

四、文档之间的关系

  • 一对一(One to One)

    • 夫妻(一个丈夫对应一个妻子)
    • 在MongoDB中,可以通过内嵌文档的形式来体现出一对一的关系
    db.wifeAndHusband.insert([
        {
            name:"hr",
            husband:{
                name:"gj"
            }
        },{
            name:"pjl"
            husband:{
                name:"wdl"
            }
        }
    ])
  • 一对多(One to Many)/多对一(Many to One)

    • 父母——孩子、用户——订单、文章——评论
    • 也可以通过内嵌文档来映射一对多的关系,属性变为数组
    db.users.insert([
        {
            username:"swk"
        },{
            username:"zbj"
        }
    ])
    db.order.insert({
        list:["pg","xj","dyl"],
        user_id:ObjectId("swk_Id")
    })
    var user_idd = db.users.findOne({username:"swk"})._id
    db.order.find({user_id:user_idd})
  • 多对多(Many to Many)

    • 分类——商品、老师——学生
    • 学生属于多个老师、老师教多个学生,学生中有一个老师的id,id多个用数组
    db.teachers.insert([
        {
            name: 'hqg',
        },
        {
            name: 'hys',
        },
        {
            name: "gxr"
        }
    ])
    db.stus.insert([
        {
            name:"gj",
            tech_ids:[
                ObjectID('hqgID'),
                ObjectID("hysID")
            ]
        },
        {
            name:"swk",
            tech_ids: [
                ObjectID('hqgID'),
                ObjectID("hysID"),
                ObjectID("gxr")
            ]
        }
    ])
    db.teachers.find()
    db.stus.find()

五、sort和投影

  • db.emp.find() 查询文档时,默认情况是按照_id的值进行排列(升序)
  • db.emp.find({}).sort({sal:1}) sort()可以用来指定文档的排序的规则,sort()需要传递一个队形来指定排序的规则
    • 1 表示升序
    • -1 表示降序
    • db.emp.find({}).sort(sal:1, empno:-1) 先按照sal升序排列,如果sal相同,按照empno降序排列
  • 注:limit、skip、sort书写顺序没有要求
  • db.emp.find({}, {ename:1})在查询时,可以在第二个参数的位置来设置查询结果的投影 db.emp.find({}, {ename: 1, _id: 0, sal: 1})

六、MongoOse简介

1、简介

  • 之前我们都是通过shell来完成对数据库的各种操作的,在开发中大部分的时候我们都需要通过程序来完成对数据库的操作
  • Mongoose就是一个让我们可以通过Node来操作MongoDB的模块
  • Mongoose是一个对象文档模型(ODM)库,它对Node原生的MongoDB模块进行了进一步的优化封装,并提供了很多的功能
  • 在大多数情况下,它被用来把结构化的模式应用到一个MongoDB集合,并提供了验证和类型转换等好处

2、Mongoose好处

  • 可以为文档创建一个模式结构(Schema) ——约束
  • 可以对模型中的对象/文档进行验证
  • 数据可以通过类型转换转为对象模型
  • 可以使用中间件来应用业务逻辑挂钩
  • 比Node原生的MongoDB驱动更容易

3、新的对象

  • Schema(模式对象)
    • 定义约束了数据库中的文档结构
  • Model
    • Model对象作为集合中所有文档的表示,相当于MongoDB数据库中的集合
  • Document
    • Document表示集合中的具体文档,相当于集合中的一个具体的文档

七、连接MongoDB数据库

  1. 下载安装Mongoose npm i mongoose --save
  2. 在项目中引入Mongoose var mongoose = require("mongoose")
  3. 连接数据库 mongoose.connect('mongodb://数据库IP地址:端口号/数据库名');
    • 端口号如果是默认端口号(27017),则可以省略不写
  4. [可选] 监听MongoDB数据库的连接状态
    • 在Mongoose对象中,有一个属性叫做connection,该对象表示的就是数据库连接通过监视该对象的状态,可以来监听数据库的连接与断开
      • mongoose.connection.once("open",function(){}) 数据库连接成功的事件
      • mongoose.connection.once("close",function(){}) 数据库断开的事件
  5. 断开数据库连接(一般不需要调用) mongoose.disconnect()
    • MongoDB数据库,一般情况下只需要连接一次,连接一次以后,除非项目停止、服务器关闭,否接连接一般不会断开
// 例子
var mongoose = require("mongoose")
mongoose.connect("mongodb://127.0.0.1/mongoose_test")
mongoose.connection.once("open",function(){
    console.log("数据库已连接")
})
mongoose.connection.once("close",function(){
    console.log("数据库已断开")
})
mongoose.disconnect()

八、Schema、Model和Document

有了Model,就可以对数据库进行增删改查的操作了

  • Model.crate(doc(s), [callback])
    • 用来创建一个文档并添加到数据库中
    • doc(s) 可以是一个文档对象,也可以是一个文档对象的数组
    • callback 当操作完成之后调用的回调函数
  • 查询
    • Model.find(conditions, [projection], [options], [callback]) 查询所有符合条件的文档 总会返回一个数组
    • Model.findById(id, [projection], options), [callback] 根据文档的id属性查询文档
    • Model.findOne([conditions], [projection], [options], [callback]) 查询符合条件的第一个文档 总会返回一个具体的对象
      • conditions 查询的条件
      • projection 投影 需要获取到的字段 两种方式
        • {} 对象,要的字段为1,不要的为0
        • "" 字段名、不要的设为-
      • options 查询选项(skip limit)
      • callback 回调函数,查询结果会通过回调函数返回,毁掉函数必须传,如果不传回调函数,压根不会查询
    • 通过find()查询的结果,返回的对象,就是Document,文档对象
  • 修改
    • Model.update(conditions, doc, [options], [callback])
    • Model.updateMany(conditions, doc, [options], [callback])
    • Model.updateOne(conditions, doc, [options], [callback])
      • 用来修改一个或多个文档
      • conditions 查询条件
      • doc 修改后的对象
      • options 配置参数
      • callback 回调函数
    • Model.replaceOne(conditions, doc, [options], [callback]) 替换
  • 删除(不用这个)
    • Model.remove(conditions, [callback])
    • Model.deleteOne(conditions, [callback])
    • Model.deleteMany(conditions, [callback])
  • Model.count(conditions, [callback])
    • 统计文档的数量

Document和集合中的文档一一对应,Document是Model的实例,通过Model查询到结果都是Document

Document的方法

  • Model#save([options], [options.safe], [options.validateBeforeSave], [fn])
  • update(update, [options], [callback])
    • 修改对象
  • remove([callback])
    • 删除对象(拒绝用这个)
  • get(name)
    • 获取文档中的指定属性值
  • set(name, value)
    • 设置文档的指定的属性值
  • id
    • 获取文档的_id属性值
  • toJSON()
    • 转换为一个JSON对象
  • toObject()
    • 将Document对象转换为普通的js对象
    • 转换为普通的js对象以后,所有的Document对象的方法或属性都不能使用了
  • 其他 equals(doc) isNew isInit(path)
var mongoose = require("mongoose")
mongoose.connect("mongodb://127.0.0.1/mongoose_test", {useMongoClient:true})
// Schema对数据进行约束
// 将mongoose.Schema赋值给一个变量
var Schema = mongoose.Schema
// 创建Schema(模式)对象
var stuSchema = new Schema({
    name: String,
    age: Number,
    gender: {
        type: String,
        default: "male"
    },
    address: String
})

// Model代表的是数据库中的集合,通过Model才能对数据库进行操作
// 通过Schema来创建Model
// mogoose.model("要映射的集合名", 刚创建的Schema对象) Mongoose会自动将集合名变为复数
var StuModel = mogoose.model("student", stuSchema)
// 向数据库中出入一个文档 model.create(文档, 回调函数)
stuModel.create({
    name: 'swk',
    age: 18,
    gender: 'male',
    address: "hgs"
}, function(err){
    if(!err){
        console.log("插入成功")
    }
})
stuModel.create([{
    name: 'shs',
    age: 28,
    gender: 'male',
    address: "lsh"
},{
    name: "bgj",
    age: 17,
    gender: "female",
    address: "bgd"
}], function(err){
    if(!err){
        console.log("插入成功")
    }
})

// 查询
StuModel.find({name:"shs"},function(err, docs){
    if(!err){
        console.log(docs)
        console.log(docs[0].name)
    }
})
/* StuModel.find({name:"shs"},{name:1, _id:0},function(err, docs){
    if(!err){
        console.log(docs)
    }
}) */
StuModel.find({name:"shs"},"name -_id",function(err, docs){
    if(!err){
        console.log(docs)
    }
})
StuModel.find({name:"shs"},"name -_id",{skip:3, limit:1},function(err, docs){
    if(!err){
        console.log(docs)
    }
})
StuModel.findOne({}, function(err, doc){
    if(!err){
        console.log(doc.name)
    }
})
StuModel.findById("...",function(err,doc){
    if(!err){
        console.log(doc)
    }
})

// Document对象是Model的实例
/* StuModel.findById("...",function(err,doc){
    if(!err){
        console.log(doc instantceof StuModel)
    }
})
 */

StuModel.updateOne({name: 'ts'}, {$set:{age:20}},function(err){
    if(!err){
        console.log("修改成功")
    }
})

StuModel.remove({name:"bgj"}, function(err){
    if(!err){
        console.log("删除成功")
    }
})

StuModel.count({}, function(err, count){
    if(!err){
        console.log(count)
    }
})



// 创建一个Document
var stu = new StuModel({
    name: "blm",
    age: 14,
    gender: "male",
    address: "bbt"
})
stu.save(function(err){
    if(!err){
        console.log("保存成功")
    }
})
StuModel.findOne({}, function(err, doc){
    if(!err){
        /* doc.update({$set:{age: 28}}, function(err){
            if(!err){
                console.log("修改成功")
            }
        }) */
        doc.age = 28
        save()

        /* doc.remove(function(err){
            if(!err){
                console.log("删除成功")
            }
        }) */
        // console.log(doc.get("age"))
        console.log(doc.age)
        // doc.set("name", "zhu")
        doc.name = "zhu"
        // console.log(doc.id)
        console.log(doc._id)
        console.log(doc.toJSON())
        doc = doc.toObject()
        delete doc.address
        console.log(doc)
    }
})

九、Mongoose的模块化

定义一个模块,用来连接MongoDB数据库

// conn_mongo.js
var mongoose = require("mongoose")
mongoose.connect("mongodb://127.0.0.1/mongoose_test")

定义一个student的模型,几个模型就可以创建几个js文件

// student.js
var mongoose = require("mongoose")
var Schema = mongoose.Schema
var stuSchema = new Schema({
    name: String,
    age: Number,
    gender: {
        type: String,
        default: "male"
    },
    address: String
})
var StuModel = mongoose.model("student", stuSchema)
// exports.model = StuModel
module.exports = StuModel

其他地方引入

require("./conn_mongo")
// var Student = require("./models/student").model
var Student = require("./models/student")
Student.find({}, function(err, docs){
    if(!err){
        console.log(docs)
    }
})

练习

//1.进入my_test数据库
use my_test

//2.向数据库的user集合中插入一个文档  
db.users.insert({
    username:"sunwukong"
});

//3.查询user集合中的文档
db.users.find();

//4.向数据库的user集合中插入一个文档   
db.users.insert({
    username:"zhubajie"
});

//5.查询数据库user集合中的文档
db.users.find();

//6.统计数据库user集合中的文档数量
db.users.find().count();

//7.查询数据库user集合中username为sunwukong的文档
db.users.find({username:"sunwukong"});

//8.向数据库user集合中的username为sunwukong的文档,添加一个address属性,属性值为huaguoshan
db.users.update({username:"sunwukong"},{$set:{address:"huaguoshan"}});


//9.使用{username:"tangseng"} 替换 username 为 zhubajie的文档
db.users.replaceOne({username:"zhubajie"},{username:"tangseng"});    

//10.删除username为sunwukong的文档的address属性
db.users.update({username:"sunwukong"},{$unset:{address:1}});


//11.向username为sunwukong的文档中,添加一个hobby:{cities:["beijing","shanghai","shenzhen"] , movies:["sanguo","hero"]}
//MongoDB的文档的属性值也可以是一个文档,当一个文档的属性值是一个文档时,我们称这个文档叫做 内嵌文档
db.users.update({username:"sunwukong"},{$set:{hobby:{cities:["beijing","shanghai","shenzhen"] , movies:["sanguo","hero"]}}});
db.users.find();

//12.向username为tangseng的文档中,添加一个hobby:{movies:["A Chinese Odyssey","King of comedy"]}
db.users.update({username:"tangseng"},{$set:{hobby:{movies:["A Chinese Odyssey","King of comedy"]}}})

//13.查询喜欢电影hero的文档
//MongoDB支持直接通过内嵌文档的属性进行查询,如果要查询内嵌文档则可以通过.的形式来匹配
//如果要通过内嵌文档来对文档进行查询,此时属性名必须使用引号 
db.users.find({'hobby.movies':"hero"});

//14.向tangseng中添加一个新的电影Interstellar
//$push 用于向数组中添加一个新的元素
//$addToSet 向数组中添加一个新元素 , 如果数组中已经存在了该元素,则不会添加
db.users.update({username:"tangseng"},{$push:{"hobby.movies":"Interstellar"}});
db.users.update({username:"tangseng"},{$addToSet:{"hobby.movies":"Interstellar"}});
db.users.find();

//15.删除喜欢beijing的用户
db.users.remove({"hobby.cities":"beijing"});

//16.删除user集合
db.users.remove({});
db.users.drop();

show dbs;

//17.向numbers中插入20000条数据 7.2s
for(var i=1 ; i<=20000 ; i++){
    db.numbers.insert({num:i});
}

db.numbers.find()

db.numbers.remove({});


//0.4s
var arr = [];

for(var i=1 ; i<=20000 ; i++){
    arr.push({num:i});
}

db.numbers.insert(arr);


//18.查询numbers中num为500的文档
db.numbers.find({num:500})

//19.查询numbers中num大于5000的文档
db.numbers.find({num:{$gt:500}});
db.numbers.find({num:{$eq:500}});

//20.查询numbers中num小于30的文档
db.numbers.find({num:{$lt:30}});

//21.查询numbers中num大于40小于50的文档
db.numbers.find({num:{$gt:40 , $lt:50}});

//22.查询numbers中num大于19996的文档
db.numbers.find({num:{$gt:19996}});

//23.查看numbers集合中的前10条数据
db.numbers.find({num:{$lte:10}});

//limit()设置显示数据的上限
db.numbers.find().limit(10);
//在开发时,我们绝对不会执行不带条件的查询
db.numbers.find();

//24.查看numbers集合中的第11条到20条数据
/*
    分页 每页显示10条
        1-10     0
        11-20    10
        21-30    20
        。。。

        skip((页码-1) * 每页显示的条数).limit(每页显示的条数);

    skip()用于跳过指定数量的数据    

    MongoDB会自动调整skip和limit的位置
*/
db.numbers.find().skip(10).limit(10);

//25.查看numbers集合中的第21条到30条数据
db.numbers.find().skip(20).limit(10);

db.numbers.find().limit(10).skip(10);




//26.将dept和emp集合导入到数据库中
db.dept.find()
db.emp.find()

//27.查询工资小于2000的员工
db.emp.find({sal:{$lt:2000}});

//28.查询工资在1000-2000之间的员工
db.emp.find({sal:{$lt:2000 , $gt:1000}});

//29.查询工资小于1000或大于2500的员工
db.emp.find({$or:[{sal:{$lt:1000}} , {sal:{$gt:2500}}]});

//30.查询财务部的所有员工
//(depno)
var depno = db.dept.findOne({dname:"财务部"}).deptno;
db.emp.find({depno:depno});

//31.查询销售部的所有员工
var depno = db.dept.findOne({dname:"销售部"}).deptno;
db.emp.find({depno:depno});

//32.查询所有mgr为7698的所有员工
db.emp.find({mgr:7698})

//33.为所有薪资低于1000的员工增加工资400元
db.emp.updateMany({sal:{$lte:1000}} , {$inc:{sal:400}});
db.emp.find()