野心勃勃的NoSQL新贵 MongoDB应用实战

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库，由C++语言编写，旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。其名字来自humongous这个单词的中间部分，从名字可见其野心所在就是海量数据的处理。本文是一个MongoDB的入门级教程，手把手的教会读者使用MongoDB，并将学习过程中可能遇到的问题一一列举。本文不是用长篇的文字来理论性描述MongoDB的各方面知识，而是用图文并茂的方法来讨论MongoDB，希望用最短的时间使开发人员熟悉MongoDB。

一、MongoDB简介

2011年将被记住，因为这一年SQL将死；这一年，关系数据库从一线退下；这一年开发人员发现他们没必要为了持久化数据，而将每个对象转化为表格结构。

2011年是文档数据库的一年，尽管一直在稳步发展势头，通过过去八年多的发展，现在有各种稳定的文档数据库——从基于亚马逊和谷歌的云，到各种开放源码工具，尤其是MongoDB。

那么，MongoDB是什么?这里的五件事是每个开发人员应该知道的：

1. MongoDB是一个独立的服务器；
2. 它是基于文档的，而不是基于表格的；
3. 它是非结构化的；
4. 不必去学习另一种查询语言；
5. 它具有强大的主流开发语言支持，如 C#、C++、Java、PHP、Perl、Python、Ruby。

1、MongoDB 是一个独立的服务器

如MySQL或PostgreSQL一样，MongoDB提供侦听端口以便接入。它提供了用于查询，创建，更新和删除的工具。从理论上讲，你使用它的工作方式与你使用MySQL或PostgreSQL的工作方式相同：连接，执行任务，并关闭连接。

2、MongoDB是非结构化的

MongoDB 没有结构化语言。如果你想创建一个新的文档类型，你不用做任何事来告诉数据库关于这些数据的结构，而仅仅是存到数据库中即可。

简单的说，MongoDB使用类似JavaScript或PHP的类型处理方式。也就是说，数据库是灵活的弱类型。

虽然有一些数据是有限制条件的(大块的数据可能需要一些明确的处理)，但在大多数情况下，你可以像写PHP代码一样编写你的MongoDB代码。

3、不必去学习另一种查询语言

还记得这些你写的数据库抽象层吗?还记得那些你处理过的ORM层吗?现在，你可以将它们全部丢弃。在MongoDB中你不需要他们。MongoDB没有很多查询语句。在大多数情况下，只需给它一个数组指定你想要的信息，然后它会给你返回文档的数组。如果你想运行一些非常复杂的查询(如Map-Reduce操作)，可以向MongoDB传递JavaScript，其内部的JavaScript引擎可以解析这个脚本。

4、MongoDB是神速的

开发时间也短，因为没有结构需要管理和很少(如果有的话)的数据映射。

学习曲线很平滑，因为没有新的查询语言学习。代码是简洁的。毕竟，无须任何其他ORM，封装可以非常简单。你的代码是未来的保证。向你的对象增加更多的字段是很轻松的。因此，需求变化了，你可以很快修改代码以便适应。

MongoDB足以让我意识到它有改变游戏规则的潜力。这也是让大家主张使用新一代的文档数据库代替基于SQL的关系数据库的原因。将关系数据库留在尘土里，更可能的是让它们做它们能做好的事情：存储属于行和表的数据。

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二、MongoDB服务器安装

MongoDB的官方下载站是http://www.mongodb.org/downloads，可以去上面下载最新的程序下来。在下载页面可以看到，对操作系统支持很全面，OS X、Linux、Windows、Solaris都支持，而且都有各自的32位和64位版本。目前的稳定版本是1.8.1版本。

注意：

1. MongoDB 1.8.1 Linux版要求glibc必须是2.5以上，所以需要先确认操作系统的glibc的版本，笔者最初用Linux AS 4安装不上，最后用的是RHEL5来安装才成功的；

2. 在32位平台MongoDB不允许数据库文件(累计总和)超过2G，而64位平台没有这个限制。本文都是采用32位系统。

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Windows版本服务器安装

(1)、下载MongoDB

url地址: http://downloads.mongodb.org/win32/mongodb-win32-i386-1.8.1.zip

(2)、设置MongoDB目录

将其解压到 d:\，再重命名为mongodb，路径为d:\mongodb

(3)、设置数据文件路径

在d:盘建一个db文件夹，路径d:\db

(4)、启动MongoDB服务

进入 cmd 提示符控制台，D:\mongodb\bin\mongod.exe --dbpath=d:\data\db

D:\mongodb\bin>D:\mongodb\bin\mongod --dbpath=d:\data\db  
Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] MongoDB starting : pid=5192 port=27017 dbpat  
h=d:\data\db 32-bit  
** NOTE: when using MongoDB 32 bit, you are limited to about 2 gigabytes of data  
**       see http://blog.mongodb.org/post/137788967/32-bit-limitations  
**       with --dur, the limit is lower  
Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] db version v1.8.1, pdfile version 4.5  
Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] git version: a429cd4f535b2499cc4130b06ff7c26  
f41c00f04  
Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] build sys info: windows (5, 1, 2600, 2, 'Ser  
vice Pack 3') BOOST_LIB_VERSION=1_35 
Sun Apr 10 22:34:09 [initandlisten] waiting for connections on port 27017  
Sun Apr 10 22:34:09 [websvr] web admin interface listening on port 28017 

MongoDB服务端的默认连接端口是 27017

(5)、将MongoDB作为 Windows 服务随机启动

先创建D:\mongodb\logs\mongodb.log文件，用于存储MongoDB的日志文件, 再安装系统服务：

D:\mongodb\bin\mongod --dbpath=d:\data\db --logpath=d:\mongodb\logs\mongodb.log --install  
D:\mongodb\bin>D:\mongodb\bin\mongod --dbpath=d:\data\db --logpath=d:\mongodb\lo  
gs\mongodb.log --install  
all output going to: d:\mongodb\logs\mongodb.log  
Creating service MongoDB.  
Service creation successful.  
Service can be started from the command line via 'net start "MongoDB"'.  
D:\mongodb\bin>net start mongodb  
Mongo DB 服务已经启动成功。  
D:\mongodb\bin> 

(6)、客户端连接验证

新打开一个CMD输入：d:\mongodb\bin\mongo，如果出现下面提示，那么您就可以开始MongoDB之旅了：

D:\mongodb\bin>d:\mongodb\bin\mongo  
MongoDB shell version: 1.8.1  
connecting to: test  
> 

(7)、查看MongoDB日志

查看D:\mongodb\logs\mongodb.log文件，即可对MongoDB的运行情况进行查看或排错了：

 

这样就完成了Windows平台的MongoDB安装。

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Linux版服务器安装

(1)、下载MongoDB

curl -O http://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-i686-1.8.1.tgz

(2)、设置MongoDB目录

将其解压到/Apps，再重命名为mongodb，路径为/Apps/mongodb

(3)、设置数据文件路径

建立/data/db的目录, mkdir –p /data/db

(4)、启动MongoDB服务

/Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db  
 
[root@localhost ~]# /Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db  
Sun Apr  8 22:41:06 [initandlisten] MongoDB starting : pid=13701 port=27017 dbpath=/data/db 32-bit   
** NOTE: when using MongoDB 32 bit, you are limited to about 2 gigabytes of data  
**       see http://blog.mongodb.org/post/137788967/32-bit-limitations  
**       with --dur, the limit is lower  
Sun Apr  8 22:41:06 [initandlisten] db version v1.8.1, pdfile version 4.5  
Sun Apr  8 22:41:06 [initandlisten] git version: a429cd4f535b2499cc4130b06ff7c26f41c00f04  
Sun Apr  8 22:41:06 [initandlisten] build sys info: Linux bs-linux32.10gen.cc 2.6.21.7-2.fc8xen #1 SMP Fri Feb 15 12:39:36 EST 2008 i686 BOOST_LIB_VERSION=1_37 
Sun Apr  8 22:41:06 [initandlisten] waiting for connections on port 27017  
Sun Apr  8 22:41:06 [websvr] web admin interface listening on port 28017 

MongoDB 服务端的默认连接端口是 27017

(5)、将MongoDB作为 Linux 服务随机启动

先创建/Apps/mongodb/logs/mongodb.log文件，用于存储MongoDB的日志文件

vi /etc/rc.local, 使用vi编辑器打开配置文件，并在其中加入下面一行代码

/Apps/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/db --logpath=/Apps/mongodb/logs/mongodb.log 

(6)、客户端连接验证

新打开一个Session输入：/Apps/mongodb/bin/mongo，如果出现下面提示，那么您就可以开始mongo之旅了

[root@localhost ~]# /Apps/mongodb/bin/mongo  
MongoDB shell version: 1.8.1  
connecting to: test  
> 

(7)、查看MongoDB日志

查看/Apps/mongodb/logs/mongodb.log文件，即可对MongoDB的运行情况进行查看或排错了

[root@localhost logs]# pwd  
/Apps/mongodb/logs  
[root@localhost logs]# ll  
总计 0  
-rw-r--r-- 1 root root 0 04-08 20:15 mongodb.log  
[root@localhost logs]# 

这样就完成了Linux平台的MongoDB安装。

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三、MongoDB客户端访问 – Shell方式

MongoDB是MongoDB自带的交互式Javascript shell，用来对MongoDB进行操作和管理的交互式环境。

使用 "./mongo --help" 可查看相关连接参数，下面将从常见的操作，如插入，查询，修改，删除等几个方面阐述MongoDB shell的用法

1、插入记录

> use my_mongodb  
switched to db my_mongodb  
> db.user.insert({uid:1,username:"Tom",age:25});  
> db.user.insert({uid:2,username:"Jerry",age:25});  
> 

本例向数据库my_mongodb的表user中插入了2条记录。MongoDB会隐式的创建数据库my_mongodb和表user，所以这个例子没有建库和建表的过程，可以通过show dbs和show collections来查看数据库及表，具体如下：

> show dbs  
admin   (empty)  
local   (empty)  
my_mongodb      0.0625GB    ---隐式创建的数据库  
> show collections  
system.indexes  
user                         ---隐式创建的表  
> 

2、查询记录

查询表中的全部记录：

>  db.user.find();  
{ "_id" : ObjectId("4f81a49b779282ca68fd8a59"), "uid" : 1, "username" : "Tom", "age" : 25 }  
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 25 }  
> 

查询用户名是 ”Jerry” 记录：

> db.user.find({username:"Jerry"});  
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 25 }  
> 

3、修改记录

将用户ID是2的记录的年龄修改为100：

> db.user.update({uid:2},{$set:{age:100}}) ;  
> 

查询一下是否改过来了：

>  db.user.find({uid:2});  
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 100 }  
> 

4、删除记录

将用户ID是1的记录从表user中删除：

> db.user.remove({uid:1});  
> db.user.find();   
{ "_id" : ObjectId("4f81a4a1779282ca68fd8a5a"), "uid" : 2, "username" : "Jerry", "age" : 100 }  
> 

经验证，该记录确实被删除了。

MongoDB Shell的用法丰富且简单易懂，大家有兴趣可以到官网上去详细了解一下。

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四、MongoDB客户端访问 – C#

接下来我们要开始最简单的MongoDB连接，访问数据之旅了。MongoDB提供各种主流与非主流语言的开发驱动，以便适应各个方向的开发人员。

1、下载驱动

C#驱动的下载地址为:

https://github.com/downloads/mongodb/mongo-csharp-driver/CSharpDriver-1.0.0.4098.zip

将其解压到D:\mongodb\drivers\目录下，其中有2个重要的dll文件

MongoDB.Bson.dll --序列化、Json相关

MongoDB.Driver.dll --驱动

2、添加引用

新建一个C#的项目，添加引用，将上面两个dll文件引入到项目里面：

 

3、代码解析

下面以一个插入的操作为例，来一步一步解释代码：

using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Linq;  
using System.Text;  
//添加命名空间  
using MongoDB.Bson;  
using MongoDB.Driver;  
namespace ConsoleApplication3  
{  
    class Program  
    {  
        static void Main(string[] args)  
        {  
            //MongoDB服务器连接串  
            string connectionString = "mongodb://192.168.1.103";  
            MongoServer server = MongoServer.Create(connectionString);  
            //连接到 mongodb_c_demo 数据库  
            MongoDatabase db = server.GetDatabase("mongodb_c_demo");  
            //获取集合 fruit  
            MongoCollection collection = db.GetCollection("fruit");  
            //创建对象 fruit_1  
            BsonDocument fruit_1 = new BsonDocument  
            {  
              { "name", "apple" },  
              { "color", "red" }  
            };  
            //创建对象 fruit_2  
            BsonDocument fruit_2 = new BsonDocument  
            {  
              { "name", "banana" },  
              { "color", "yellow" }  
            };  
            //将对象 fruit_1 放到集合 fruit 中  
            collection.Insert(fruit_1);  
            //将对象 fruit_2 放到集合 fruit 中  
            collection.Insert(fruit_2);  
            //以上代码完成的就是向fruit表中插入2条数据，用mysql的语法解释即  
            //insert into mongodb_c_demo.fruit (name, color)   
            //values ('apple', 'red'), ('banana', 'yellow');  
        }  
    }  
} 

4、通过MongoDB Shell来验证是否插入：

> use mongodb_c_demo  
switched to db mongodb_c_demo  
> db.fruit.find();   
{ "_id" : ObjectId("4da1c5fdfad96211a08f5752"), "name" : "apple", "color" : "red" }  
{ "_id" : ObjectId("4da1c5fdfad96211a08f5753"), "name" : "banana", "color" : "yellow" }  
>  

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