MongoDB 数据库

NOTE

• 官方文档
• MongoDB University（免费课程）
• MongoDB Compass（图形化管理工具）

什么是 MongoDB？

MongoDB 是一个开源的、面向文档的 NoSQL 数据库。它使用类似 JSON 的格式（称为 BSON）来存储数据，具有高性能、高可用性和自动扩展能力。与传统的关系型数据库（如 MySQL、PostgreSQL）不同，MongoDB 不使用表格和行，而是使用集合（Collections）和文档（Documents）来组织数据。

核心概念

文档（Document）

文档是 MongoDB 中的基本数据单元，类似于 JSON 对象。每个文档由键值对组成，例如：

{
  "_id": ObjectId("507f1f77bcf86cd799439011"),
  "name": "张三",
  "age": 25,
  "email": "zhangsan@example.com"
}

• _id 是文档的唯一标识符，由 MongoDB 自动生成（类型为 ObjectId），也可以手动指定。
• 文档中的字段可以是字符串、数字、数组、嵌套对象等。

集合（Collection）

集合是一组文档的容器，相当于关系型数据库中的“表”。但集合是动态模式的，即同一个集合中的文档可以拥有不同的结构。

例如，一个名为 users 的集合可以包含多个用户文档。

数据库（Database）

数据库是集合的容器。一个 MongoDB 实例可以包含多个数据库。每个数据库有自己独立的集合和权限设置。

常用命令：

• show dbs：列出所有数据库
• use mydb：切换到名为 mydb 的数据库（如果不存在则创建）

安装 MongoDB

在 Windows 上安装

1. 访问 MongoDB 官网下载页面
2. 下载 Community Server 版本
3. 运行安装程序，选择“Complete”安装类型
4. 将 MongoDB 的 bin 目录（如 C:\Program Files\MongoDB\Server\7.0\bin）添加到系统环境变量 PATH 中
5. 创建数据目录（默认为 C:\data\db）
6. 启动 MongoDB 服务：在命令行中运行 mongod
7. 另开一个终端，运行 mongo 或 mongosh（新版 Shell）连接数据库

在 macOS 上安装（使用 Homebrew）

brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community
brew services start mongodb-community

在 Linux（Ubuntu）上安装

wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-7.0.asc | sudo apt-key add -
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu $(lsb_release -cs)/mongodb-org/7.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-7.0.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb-org
sudo systemctl start mongod

基本操作

连接数据库

打开终端，输入：

mongosh

创建/切换数据库

use myFirstDB

注意：只有在向数据库中插入数据后，数据库才会真正被创建。

插入文档

db.users.insertOne({
    name: "李四",
    age: 30,
    email: "lisi@example.com",
});

插入多个文档：

db.users.insertMany([
    { name: "王五", age: 28 },
    { name: "赵六", age: 22, hobbies: ["读书", "游泳"] },
]);

查询文档

查询所有文档：

db.users.find();

格式化输出：

db.users.find().pretty();

条件查询（查找年龄大于 25 的用户）：

db.users.find({ age: { $gt: 25 } });

更新文档

更新单个文档：

db.users.updateOne({ name: "李四" }, { $set: { age: 31 } });

更新多个文档：

db.users.updateMany({ age: { $lt: 30 } }, { $set: { status: "young" } });

删除文档

删除单个文档：

db.users.deleteOne({ name: "赵六" });

删除多个文档：

db.users.deleteMany({ status: "young" });

删除集合或数据库

删除当前数据库：

db.dropDatabase();

删除集合：

db.users.drop();

常用查询操作符

操作符	说明	示例
$eq	等于	{ age: { $eq: 25 } }
$ne	不等于	{ age: { $ne: 25 } }
$gt	大于	{ age: { $gt: 25 } }
$gte	大于等于	{ age: { $gte: 25 } }
$lt	小于	{ age: { $lt: 25 } }
$lte	小于等于	{ age: { $lte: 25 } }
$in	在指定数组中	{ age: { $in: [20, 25, 30] } }
$nin	不在指定数组中	{ age: { $nin: [20, 25] } }
$regex	正则匹配	{ name: { $regex: /^张/ } }
$exists	字段是否存在	{ email: { $exists: true } }
$size	数组长度	{ hobbies: { $size: 2 } }

索引（Index）

索引用于提高查询性能。

创建单字段索引：

db.users.createIndex({ name: 1 }); // 1 表示升序，-1 表示降序

创建复合索引：

db.users.createIndex({ name: 1, age: -1 });

查看集合中的索引：

db.users.getIndexes();

删除索引：

db.users.dropIndex({ name: 1 });

数据模型设计建议

• 嵌入 vs 引用：

  • 如果数据经常一起使用且不常更新，考虑嵌入（将子文档直接放在父文档中）。
  • 如果数据独立、体积大或被多个文档共享，使用引用（存储另一个文档的 _id）。

• 避免深度嵌套：MongoDB 不支持跨嵌套层级的高效查询。

• 合理使用数组：适合存储列表类数据（如标签、评论），但注意数组过大可能影响性能。

常见误区

1. 认为 MongoDB 没有 schema
   虽然 MongoDB 是动态模式，但良好的应用仍应定义清晰的数据结构。

2. 忽略索引
   无索引的大集合查询会非常慢。

3. 过度嵌套文档
   导致查询复杂、更新困难。

4. 不处理 _id 冲突
   手动设置 _id 时需确保唯一性。