# MongoDB_learn

**Repository Path**: wang_bowen/mongo-db_learn

## Basic Information

- **Project Name**: MongoDB_learn
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Java
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2021-12-19
- **Last Updated**: 2021-12-27

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 一、MongoDB相关概念

## 1.1 业务应用场景

传统的关系型数据库（如MySQL），在数据操作的“三高”需求以及应对Web2.0的网站需求面前，显得力不从心。

解释：“三高”需求：

-  High performance - 对数据库高并发读写的需求。
- Huge Storage - 对海量数据的高效率存储和访问的需求。
- High Scalability && High Availability- 对数据库的高可扩展性和高可用性的需求。

**而MongoDB可应对“三高”需求**

具体的应用场景如：

- 社交场景，使用 MongoDB 存储存储用户信息，以及用户发表的朋友圈信息，通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能。
- 游戏场景，使用 MongoDB 存储游戏用户信息，用户的装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储，方便查询、高效率存储和访问。
- 物流场景，使用 MongoDB 存储订单信息，订单状态在运送过程中会不断更新，以 MongoDB 内嵌数组的形式来存储，一次查询就能将
  订单所有的变更读取出来。
  
- 物联网场景，使用 MongoDB 存储所有接入的智能设备信息，以及设备汇报的日志信息，并对这些信息进行多维度的分析。
- 视频直播，使用 MongoDB 存储用户信息、点赞互动信息等。

这些应用场景中，数据操作方面的共同特点是：

- 数据量大
- 写入操作频繁（读写都很频繁）
- 价值较低的数据，对事务性要求不高

对于这样的数据，我们更适合使用MongoDB来实现数据的存储。

**什么时候选择MongoDB**

在架构选型上，除了上述的三个特点外，如果你还犹豫是否要选择它？可以考虑以下的一些问题：

- 应用不需要事务及复杂 join 支持
- 新应用，需求会变，数据模型无法确定，想快速迭代开发
- 应用需要2000-3000以上的读写QPS（更高也可以）
- 应用需要TB甚至 PB 级别数据存储
- 应用发展迅速，需要能快速水平扩展
- 应用要求存储的数据不丢失
- 应用需要99.999%高可用
- 应用需要大量的地理位置查询、文本查询
- 如果上述有1个符合，可以考虑 MongoDB，2个及以上的符合，选择 MongoDB 绝不会后悔。

## 1.2 MongoDB简介
MongoDB是一个开源、高性能、无模式的文档型数据库，当初的设计就是用于简化开发和方便扩展，是NoSQL数据库产品中的一种。是最
像关系型数据库（MySQL）的非关系型数据库。

它支持的数据结构非常松散，是一种类似于 JSON 的 格式叫BSON，所以它既可以存储比较复杂的数据类型，又相当的灵活。

MongoDB中的记录是一个文档，它是一个由字段和值对（field:value）组成的数据结构。MongoDB文档类似于JSON对象，即一个文档认
为就是一个对象。字段的数据类型是字符型，它的值除了使用基本的一些类型外，还可以包括其他文档、普通数组和文档数组。

## 1.3 体系结构
MySQL和MongoDB对比

![](image/1.png)

| SQL术语/概念 | MongoDB术语/概念 | 解释/说明 |
| :-----| :-----| :-----|
| database | database | 数据库 |
| table | collection | 数据库表/集合 |
| row | document | 数据记录行/文档 |
| column | field | 数据字段/域 |
| index | index  | 索引 |
| table joins |   | 表连接,MongoDB不支持 |
|   | 嵌入文档 | 表连接,MongoDB不支持 |
| primary key | primary key | 主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键 |

## 1.4 数据模型
MongoDB的最小存储单位就是文档(document)对象。文档(document)对象对应于关系型数据库的行。数据在MongoDB中以
BSON（Binary-JSON）文档的格式存储在磁盘上。

BSON（Binary Serialized Document Format）是一种类json的一种二进制形式的存储格式，简称Binary JSON。BSON和JSON一样，支持
内嵌的文档对象和数组对象，但是BSON有JSON没有的一些数据类型，如Date和BinData类型。

BSON采用了类似于 C 语言结构体的名称、对表示方法，支持内嵌的文档对象和数组对象，具有轻量性、可遍历性、高效性的三个特点，可
以有效描述非结构化数据和结构化数据。这种格式的优点是灵活性高，但它的缺点是空间利用率不是很理想。

Bson中，除了基本的JSON类型：string,integer,boolean,double,null,array和object，mongo还使用了特殊的数据类型。这些类型包括
date,object id,binary data,regular expression 和code。每一个驱动都以特定语言的方式实现了这些类型，查看你的驱动的文档来获取详
细信息。

BSON数据类型参考列表：

| 数据类型 | 描述 | 举例 |
| :-----| :-----| :-----|
| 字符串 | UTF-8字符串都可表示为字符串类型的数据 | {"x" : "foobar"} |
| 对象id | 对象id是文档的12字节的唯一 ID | {"X" :ObjectId() } |
| 布尔值 | 真或者假：true或者false | {"x":true}+ |
| 数组 | 值的集合或者列表可以表示成数组 | {"x" ： ["a", "b", "c"]} |
| 32位整数 | 类型不可用。JavaScript仅支持64位浮点数，所以32位整数会被自动转换。 | shell是不支持该类型的，shell中默认会转换成64位浮点数 |
| 64位整数 | 不支持这个类型。shell会使用一个特殊的内嵌文档来显示64位整数 | shell是不支持该类型的，shell中默认会转换成64位浮点数 |
| 64位浮点数 | shell中的数字就是这一种类型 | {"x"：3.14159，"y"：3} |
| null | 表示空值或者未定义的对象 | {"x":null} |
| undefined | 文档中也可以使用未定义类型 | {"x":undefined} |
| 符号 | shell不支持，shell会将数据库中的符号类型的数据自动转换成字符串 |  |
| 正则表达式 | 文档中可以包含正则表达式，采用JavaScript的正则表达式语法 | {"x" ： /foobar/i} |
| 代码 | 文档中还可以包含JavaScript代码 | {"x" ： function() { /* …… */ }} |
| 二进制数据 | 二进制数据可以由任意字节的串组成，不过shell中无法使用 |  |
| 最大值/最小值 | BSON包括一个特殊类型，表示可能的最大值。shell中没有这个类型。 |  |

提示：

shell默认使用64位浮点型数值。{“x”：3.14}或{“x”：3}。对于整型值，可以使用NumberInt（4字节符号整数）或NumberLong（8字节符
号整数），{“x”:NumberInt(“3”)}{“x”:NumberLong(“3”)}

## 1.5 MongoDB的特点

MongoDB主要有如下特点：

（1） **高性能：**

MongoDB提供高性能的数据持久性。特别是,
对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的I/O活动。

索引支持更快的查询，并且可以包含来自嵌入式文档和数组的键。（文本索引解决搜索的需求、TTL索引解决历史数据自动过期的需求、地
理位置索引可用于构建各种 O2O 应用）

mmapv1、wiredtiger、mongorocks（rocksdb）、in-memory 等多引擎支持满足各种场景需求。

Gridfs解决文件存储的需求。

（2）**高可用性：**

MongoDB的复制工具称为副本集（replica set），它可提供自动故障转移和数据冗余。

（3）**高扩展性：**

MongoDB提供了水平可扩展性作为其核心功能的一部分。

分片将数据分布在一组集群的机器上。（海量数据存储，服务能力水平扩展）

从3.4开始，MongoDB支持基于片键创建数据区域。在一个平衡的集群中，MongoDB将一个区域所覆盖的读写只定向到该区域内的那些
片。

（4）**丰富的查询支持：**

MongoDB支持丰富的查询语言，支持读和写操作(CRUD)，比如数据聚合、文本搜索和地理空间查询等。

（5）其他特点：如无模式（动态模式）、灵活的文档模型、

# 二、单机部署

## 2.1 Windows系统中的安装启动

第一步：下载安装包

MongoDB 提供了可用于 32 位和 64 位系统的预编译二进制包，你可以从MongoDB官网下载安装，MongoDB 预编译二进制包下载地址：

https://www.mongodb.com/download-center#community

![](image/2.png)

根据上图所示下载 `zip` 包。

提示：版本的选择：

MongoDB的版本命名规范如：x.y.z； y为奇数时表示当前版本为开发版，如：1.5.2、4.1.13； y为偶数时表示当前版本为稳定版，如：1.6.3、4.0.10； z是修正版本号，数字越大越好。

详情：http://docs.mongodb.org/manual

第二步：解压安装启动

将压缩包解压到一个目录中。

在解压目录中，手动建立一个目录用于存放数据文件，如 `data/db`

方式1：命令行参数方式启动服务

在 bin 目录中打开命令行提示符，输入如下命令：

````
mongod --dbpath=..\data\db
````

我们在启动信息中可以看到，mongoDB的默认端口是27017，如果我们想改变默认的启动端口，可以通过--port来指定端口。
为了方便我们每次启动，可以将安装目录的bin目录设置到环境变量的path中， bin 目录下是一些常用命令，比如 mongod 启动服务用的，
mongo 客户端连接服务用的。

方式2：配置文件方式启动服务

在解压目录中新建`config`文件夹，该文件夹中新建配置文件`mongod.conf`，内如参考如下：

````
storage: 
  #The directory where the mongod instance stores its data.Default Value is "\data\db" on Windows. 
  dbPath: D:\02_Server\DBServer\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.1\data
````

详细配置项内容可以参考官方文档：https://docs.mongodb.com/manual/reference/configuration-options/

【注意】

1）配置文件中如果使用双引号，比如路径地址，自动会将双引号的内容转义。如果不转义，则会报错：

````
error-parsing-yaml-config-file-yaml-cpp-error-at-line-3-column-15-unknown-escape-character-d
````

解决：

a.  对 \ 换成 / 或 \\

b. 如果路径中没有空格，则无需加引号。

2）配置文件中不能以Tab分割字段

解决：

将其转换成空格。

启动方式：

````
mongod -f ../config/mongod.conf 
或
mongod --config ../config/mongod.conf
````

更多参数配置：

````
systemLog: 
  destination: file 
  #The path of the log file to which mongod or mongos should send all diagnostic logging information 
  path: "D:/02_Server/DBServer/mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.1/log/mongod.log" 
  logAppend: true 
storage: 
  journal: 
    enabled: true 
  #The directory where the mongod instance stores its data.Default Value is "/data/db". 
  dbPath: "D:/02_Server/DBServer/mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.1/data" 
net:
  #bindIp: 127.0.0.1 
  port: 27017 
setParameter: 
  enableLocalhostAuthBypass: false
````

## 2.2 Shell连接(mongo命令)

在命令提示符输入以下shell命令即可完成登陆

````
mongo 
或
mongo --host=127.0.0.1 --port=27017
````

查看已经有的数据库
````
>show databases
````

退出mongodb
````
exit
````

更多参数可以通过帮助查看：
````
mongo --help
````

提示：

MongoDB javascript shell是一个基于javascript的解释器，故是支持js程序的。

## 2.3 Compass-图形化界面客户端

到MongoDB官网下载MongoDB Compass，

地址：https://www.mongodb.com/download-center/v2/compass?initial=true

如果是下载安装版，则按照步骤安装；如果是下载加压缩版，直接解压，执行里面的 MongoDBCompassCommunity.exe 文件即可。

在打开的界面中，输入主机地址、端口等相关信息，点击连接：

# 三、基本常用命令

## 3.1 案例需求

存放文章评论的数据存放到MongoDB中，数据结构参考如下：

数据库：articledb

| **专栏文章评论** | **comment** | | |
| :-----| :-----| :-----| :-----|
| 字段名称 | 字段含义 | 字段类型 | 备注 |
| _id | ID | ObjectId或String | Mongo的主键的字段 |
| articleid | 文章ID | String |
| content | 评论内容 | String |
| userid | 评论人ID  | String |
| nickname | 评论人昵称 | String |
| createdatetime | 评论的日期时间 | Date |
| likenum | 点赞数 | Int32 |
| replynum | 回复数 | Int32 |
| state | 状态 | String | 0：不可见；1：可见；|
| parentid | 上级ID | String | 如果为0表示文章的顶级评论 |

## 3.2 数据库操作

### 3.2.1 选择和创建数据库

选择和创建数据库的语法格式：
````
use 数据库名称
````

如果数据库不存在则自动创建，例如，以下语句创建 spitdb 数据库：
````
use articledb
````

查看有权限查看的所有的数据库命令
````
show dbs 或show databases
````

> **注意:** 在 MongoDB 中，集合只有在内容插入后才会创建! 就是说，创建集合(数据表)后要再插入一个文档(记录)，集合才会真正创建。

***查看当前正在使用的数据库命令***

````
db
````

MongoDB 中默认的数据库为 test，如果你没有选择数据库，集合将存放在 test 数据库中。

另外：

数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。

- 不能是空字符串（"")。
- 不得含有' '（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
- 应全部小写。
- 最多64字节。

有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。

- **admin**： 从权限的角度来看，这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特
定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
  
- **local**: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合

- **config**: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。

### 3.2.2 数据库的删除

MongoDB 删除数据库的语法格式如下：
````
db.dropDatabase()
````

提示：主要用来删除已经持久化的数据库

## 3.3 集合操作

集合，类似关系型数据库中的表。

可以显示的创建，也可以隐式的创建。

### 3.3.1 集合的显式创建（了解）

基本语法格式：
````
db.createCollection(name)
````

参数说明：

- name: 要创建的集合名称

例如：创建一个名为`mycollection`的普通集合。
````
db.createCollection("mycollection")
````

查看当前库中的表：show tables命令
````
show collections 
或
show tables
````

集合的命名规范：

- 集合名不能是空字符串""。

- 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。

- 集合名不能以"system."开头，这是为系统集合保留的前缀。

- 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除
非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。
  
### 3.3.2 集合的隐式创建

当向一个集合中插入一个文档的时候，如果集合不存在，则会自动创建集合。

详见`文档的插入`章节。

提示：通常我们使用隐式创建文档即可。

### 3.3.3 集合的删除

集合删除语法格式如下：
````
db.collection.drop() 
或
db.集合.drop()
````

**返回值**

如果成功删除选定集合，则 drop() 方法返回 true，否则返回 false。

例如：要删除mycollection集合

````
db.mycollection.drop()
````

## 3.4 文档基本CRUD
文档（document）的数据结构和 JSON 基本一样。

所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。

### 3.4.1 文档的插入

（1）单个文档插入

使用insert() 或 save() 方法向集合中插入文档，语法如下：
````
db.collection.insert( 
<document or array of documents>, 
  { writeConcern: <document>, 
    ordered: <boolean> 
  } 
)
````

参数：

| **Parameter** | **Type** | Description|
| :-----| :-----| :-----|
| `document` | documentor array | 要插入到集合中的文档或文档数组。（(json格式） |
| `writeConcern` | document | Optional. A document expressing the write concern. Omit to use the default write concern. See Write Concern.Do not explicitly set the write concern for the operation if run in a transaction. To use write concern with transactions, see Transactions and Write Concern. |
| `ordered` | boolean | 可选。如果为真，则按顺序插入数组中的文档，如果其中一个文档出现错误，MongoDB将返回而不处理数组中的其余文档。如果为假，则执行无序插入，如果其中一个文档出现错误，则继续处理数组中的主文档。在版本2.6+中默认为true |

【示例】

要向comment的集合(表)中插入一条测试数据：
````
db.comment.insert({"articleid":"100000","content":"今天天气真好，阳光明 
媚","userid":"1001","nickname":"Rose","createdatetime":new Date(),"likenum":NumberInt(10),"state":null})
````

提示：

1）comment集合如果不存在，则会隐式创建

2）mongo中的数字，默认情况下是double类型，如果要存整型，必须使用函数NumberInt(整型数字)，否则取出来就有问题了。

3）插入当前日期使用`new Date()`

4）插入的数据没有指定`_id`，会自动生成主键值

5）如果某字段没值，可以赋值为null，或不写该字段。

执行后，如下，说明插入一个数据成功了。
````
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
````

注意：

1. 文档中的键/值对是有序的。
2. 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串，还可以是其他几种数据类型（甚至可以是整个嵌入的文档)。 3. MongoDB区分类型和大小写。
4. MongoDB的文档不能有重复的键。
5. 文档的键是字符串。除了少数例外情况，键可以使用任意UTF-8字符。

文档键命名规范：

- 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。

- $和.有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。

- 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。

（2）批量插入

语法：
````
db.collection.insertMany( 
  [ <document 1> , <document 2>, ... ], 
  { 
    writeConcern: <document>, 
    ordered: <boolean> 
  } 
)
````

【示例】

批量插入多条文章评论：
````
db.comment.insertMany([ 
  {"_id":"1","articleid":"100001","content":"我们不应该把清晨浪费在手机上，健康很重要，一杯温水幸福你我 他。","userid":"1002","nickname":"相忘于江湖","createdatetime":new Date("2019-08- 05T22:08:15.522Z"),"likenum":NumberInt(1000),"state":"1"},
  {"_id":"2","articleid":"100001","content":"我夏天空腹喝凉开水，冬天喝温开水","userid":"1005","nickname":"伊人憔悴","createdatetime":new Date("2019-08-05T23:58:51.485Z"),"likenum":NumberInt(888),"state":"1"},
  {"_id":"3","articleid":"100001","content":"我一直喝凉开水，冬天夏天都喝。","userid":"1004","nickname":"杰克船长","createdatetime":new Date("2019-08-06T01:05:06.321Z"),"likenum":NumberInt(666),"state":"1"},
  {"_id":"4","articleid":"100001","content":"专家说不能空腹吃饭，影响健康。","userid":"1003","nickname":"凯撒","createdatetime":new Date("2019-08-06T08:18:35.288Z"),"likenum":NumberInt(2000),"state":"1"},
  {"_id":"5","articleid":"100001","content":"研究表明，刚烧开的水千万不能喝，因为烫 嘴。","userid":"1003","nickname":"凯撒","createdatetime":new Date("2019-08- 06T11:01:02.521Z"),"likenum":NumberInt(3000),"state":"1"}
]);
````

提示：

插入时指定了`_id`，则主键就是该值。

如果某条数据插入失败，将会终止插入，但已经插入成功的数据不会回滚掉。

因为批量插入由于数据较多容易出现失败，因此，可以使用try catch进行异常捕捉处理，测试的时候可以不处理。如（了解）：
````
try {
db.comment.insertMany([ 
  {"_id":"1","articleid":"100001","content":"我们不应该把清晨浪费在手机上，健康很重要，一杯温水幸福你我 他。","userid":"1002","nickname":"相忘于江湖","createdatetime":new Date("2019-08- 05T22:08:15.522Z"),"likenum":NumberInt(1000),"state":"1"},
  {"_id":"2","articleid":"100001","content":"我夏天空腹喝凉开水，冬天喝温开水","userid":"1005","nickname":"伊人憔悴","createdatetime":new Date("2019-08-05T23:58:51.485Z"),"likenum":NumberInt(888),"state":"1"},
  {"_id":"3","articleid":"100001","content":"我一直喝凉开水，冬天夏天都喝。","userid":"1004","nickname":"杰克船长","createdatetime":new Date("2019-08-06T01:05:06.321Z"),"likenum":NumberInt(666),"state":"1"},
  {"_id":"4","articleid":"100001","content":"专家说不能空腹吃饭，影响健康。","userid":"1003","nickname":"凯撒","createdatetime":new Date("2019-08-06T08:18:35.288Z"),"likenum":NumberInt(2000),"state":"1"},
  {"_id":"5","articleid":"100001","content":"研究表明，刚烧开的水千万不能喝，因为烫 嘴。","userid":"1003","nickname":"凯撒","createdatetime":new Date("2019-08- 06T11:01:02.521Z"),"likenum":NumberInt(3000),"state":"1"}
]);

} catch (e) { 
  print (e); 
}
````

### 3.4.2 文档的基本查询

查询数据的语法格式如下：

````
db.collection.find(<query>, [projection])
````

参数：

| **Parameter** | **Type** | Description|
| :-----| :-----| :-----|
| `query` | document | 可选。使用查询运算符指定选择筛选器。若要返回集合中的所有文档，请省略此参数或传递空文档(`{}`)。|
| `projection` | document | 可选。指定要在与查询筛选器匹配的文档中返回的字段（投影）。若要返回匹配文档中的所有字段，请省略此参数。|

【示例】

（1）查询所有

如果我们要查询spit集合的所有文档，我们输入以下命令

````
db.comment.find() 
或
db.comment.find({})
````

这里你会发现每条文档会有一个叫_id的字段，这个相当于我们原来关系数据库中表的主键，当你在插入文档记录时没有指定该字段，
MongoDB会自动创建，其类型是ObjectID类型。

如果我们在插入文档记录时指定该字段也可以，其类型可以是ObjectID类型，也可以是MongoDB支持的任意类型。

如果我想按一定条件来查询，比如我想查询userid为1003的记录，怎么办？很简单！只 要在find()中添加参数即可，参数也是json格式，如
下：
````
db.comment.find({userid:'1003'})
````

如果你只需要返回符合条件的第一条数据，我们可以使用findOne命令来实现，语法和find一样。

如：查询用户编号是1003的记录，但只最多返回符合条件的第一条记录：
````
db.comment.findOne({userid:'1003'})
````

（2）投影查询（Projection Query）：

如果要查询结果返回部分字段，则需要使用投影查询（不显示所有字段，只显示指定的字段）。

如：查询结果只显示`_id、userid、nickname`:

````
> db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,nickname:1}) 
{ "_id" : "4", "userid" : "1003", "nickname" : "凯撒" } 
{ "_id" : "5", "userid" : "1003", "nickname" : "凯撒" }
````

默认`_id`会显示。

如：查询结果只显示`userid、nickname`，不显示`_id`：
````
>db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,nickname:1,_id:0}) 
{ "userid" : "1003", "nickname" : "凯撒" } 
{ "userid" : "1003", "nickname" : "凯撒" }
````

再例如：查询所有数据，但只显示`_id、userid、nickname`:

````
>db.comment.find({},{userid:1,nickname:1})
````

### 3.4.3 文档的更新

更新文档的语法：
````
db.collection.update(query, update, options) 
//或 
db.collection.update( 
  <query>, 
  <update>, 
  { 
    upsert: <boolean>,
    multi: <boolean>,
    writeConcern: <document>, 
    collation: <document>, 
    arrayFilters: [ <filterdocument1>, ... ], 
    hint: <document|string> // Available starting in MongoDB 4.2 
  } 
)
````

提示：

主要关注前四个参数即可。

【示例】

（1）覆盖的修改

如果我们想修改_id为1的记录，点赞量为1001，输入以下语句：
````
db.comment.update({_id:"1"},{likenum:NumberInt(1001)})
````

执行后，我们会发现，这条文档除了likenum字段其它字段都不见了，

（2）局部修改

为了解决这个问题，我们需要使用修改器$set来实现，命令如下：

我们想修改_id为2的记录，浏览量为889，输入以下语句：
````
db.comment.update({_id:"2"},{$set:{likenum:NumberInt(889)}})
````

这样就OK啦。

（3）批量的修改

更新所有用户为 1003 的用户的昵称为`凯撒大帝`。
````
//默认只修改第一条数据 
db.comment.update({userid:"1003"},{$set:{nickname:"凯撒2"}}) 
//修改所有符合条件的数据 
db.comment.update({userid:"1003"},{$set:{nickname:"凯撒大帝"}},{multi:true})
````

提示：如果不加后面的参数，则只更新符合条件的第一条记录

（3）列值增长的修改

如果我们想实现对某列值在原有值的基础上进行增加或减少，可以使用 $inc 运算符来实现。

需求：对3号数据的点赞数，每次递增1
````
db.comment.update({_id:"3"},{$inc:{likenum:NumberInt(1)}})
````

### 3.4.4 删除文档
删除文档的语法结构：
````
db.集合名称.remove(条件)
````

以下语句可以将数据全部删除，请慎用
````
db.comment.remove({})
````

如果删除_id=1的记录，输入以下语句
````
db.comment.remove({_id:"1"})
````

## 3.5 文档的分页查询
### 3.5.1 统计查询

统计查询使用count()方法，语法如下：
````
db.collection.count(query, options)
````

参数：

| **Parameter** | **Type** | Description|
| :-----| :-----| :-----|
| `query` | document | 查询选择条件。|
| `options` | document | 可选。用于修改计数的额外选项。|

提示：

可选项暂时不使用。

【示例】

（1）统计所有记录数：

统计comment集合的所有的记录数：
````
db.comment.count()
````

（2）按条件统计记录数：

例如：统计userid为1003的记录条数
````
db.comment.count({userid:"1003"})
````
提示：

默认情况下`count()`方法返回符合条件的全部记录条数。

### 3.5.2 分页列表查询

可以使用limit()方法来读取指定数量的数据，使用skip()方法来跳过指定数量的数据。

基本语法如下所示：
````
>db.COLLECTION_NAME.find().limit(NUMBER).skip(NUMBER)
````

如果你想返回指定条数的记录，可以在find方法后调用limit来返回结果(TopN)，默认值20，例如：
````
db.comment.find().limit(3)
````

skip方法同样接受一个数字参数作为跳过的记录条数。（前N个不要）,默认值是0
````
db.comment.find().skip(3)
````

分页查询：需求：每页2个，第二页开始：跳过前两条数据，接着值显示3和4条数据
````
//第一页 
db.comment.find().skip(0).limit(2) 
//第二页 
db.comment.find().skip(2).limit(2) 
//第三页 
db.comment.find().skip(4).limit(2)
````

### 3.5.3 排序查询

sort() 方法对数据进行排序，sort() 方法可以通过参数指定排序的字段，并使用 1 和 -1 来指定排序的方式，其中 1 为升序排列，而 -1 是用
于降序排列。

语法如下所示：

````
db.COLLECTION_NAME.find().sort({KEY:1}) 
或
db.集合名称.find().sort(排序方式)
````

例如：

对userid降序排列，并对访问量进行升序排列
````
db.comment.find().sort({userid:-1,likenum:1})
````

提示：

skip(), limilt(), sort()三个放在一起执行的时候，执行的顺序是先 sort(), 然后是 skip()，最后是显示的 limit()，和命令编写顺序无关。

## 3.6 文档的更多查询

### 3.6.1 正则的复杂条件查询

MongoDB的模糊查询是通过**正则表达式**的方式实现的。格式为：
````
db.collection.find({field:/正则表达式/}) 
或
db.集合.find({字段:/正则表达式/})
````

提示：正则表达式是js的语法，直接量的写法。

例如，我要查询评论内容包含“开水”的所有文档，代码如下：
````
db.comment.find({content:/开水/})
````
如果要查询评论的内容中以“专家”开头的，代码如下：
````
db.comment.find({content:/^专家/})
````

### 3.6.2 比较查询
<, <=, >, >= 这个操作符也是很常用的，格式如下:
````
db.集合名称.find({ "field" : { $gt: value }}) // 大于: field > value 
db.集合名称.find({ "field" : { $lt: value }}) // 小于: field < value 
db.集合名称.find({ "field" : { $gte: value }}) // 大于等于: field >= value 
db.集合名称.find({ "field" : { $lte: value }}) // 小于等于: field <= value 
db.集合名称.find({ "field" : { $ne: value }}) // 不等于: field != value
````

示例：查询评论点赞数量大于700的记录
````
db.comment.find({likenum:{$gt:NumberInt(700)}})
````

### 3.6.3 包含查询
包含使用$in操作符。 示例：查询评论的集合中userid字段包含1003或1004的文档
````
db.comment.find({userid:{$in:["1003","1004"]}})
````
不包含使用$nin操作符。 示例：查询评论集合中userid字段不包含1003和1004的文档
````
db.comment.find({userid:{$nin:["1003","1004"]}})
````

### 3.6.4 条件连接查询
我们如果需要查询同时满足两个以上条件，需要使用$and操作符将条件进行关联。（相 当于SQL的and） 格式为：
````
$and:[ { },{ },{ } ]
````
示例：查询评论集合中likenum大于等于700 并且小于2000的文档：
````
db.comment.find({$and:[{likenum:{$gte:NumberInt(700)}},{likenum:{$lt:NumberInt(2000)}}]})
````
如果两个以上条件之间是或者的关系，我们使用 操作符进行关联，与前面 and的使用方式相同 格式为：
````
$or:[ { },{ },{ } ]
````
示例：查询评论集合中userid为1003，或者点赞数小于1000的文档记录
````
db.comment.find({$or:[ {userid:"1003"} ,{likenum:{$lt:1000} }]})
````
## 3.7 常用命令小结
````
选择切换数据库：use articledb 
插入数据：db.comment.insert({bson数据}) 
查询所有数据：db.comment.find(); 
条件查询数据：db.comment.find({条件}) 
查询符合条件的第一条记录：db.comment.findOne({条件}) 
查询符合条件的前几条记录：db.comment.find({条件}).limit(条数) 
查询符合条件的跳过的记录：db.comment.find({条件}).skip(条数) 
修改数据：db.comment.update({条件},{修改后的数据}) 或db.comment.update({条件},{$set:{要修改部分的字段:数据})
修改数据并自增某字段值：db.comment.update({条件},{$inc:{自增的字段:步进值}}) 
删除数据：db.comment.remove({条件}) 
统计查询：db.comment.count({条件}) 
模糊查询：db.comment.find({字段名:/正则表达式/}) 
条件比较运算：db.comment.find({字段名:{$gt:值}}) 
包含查询：db.comment.find({字段名:{$in:[值1，值2]}})或db.comment.find({字段名:{$nin:[值1，值2]}}) 
条件连接查询：db.comment.find({$and:[{条件1},{条件2}]})或db.comment.find({$or:[{条件1},{条件2}]})
````

# 四、索引-Index
## 4.1 概述

索引支持在MongoDB中高效地执行查询。如果没有索引，MongoDB必须执行全集合扫描，即扫描集合中的每个文档，以选择与查询语句
匹配的文档。这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别在处理大量的数据时，查询可以要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非
常致命的。

如果查询存在适当的索引，MongoDB可以使用该索引限制必须检查的文档数。

索引是特殊的数据结构，它以易于遍历的形式存储集合数据集的一小部分。索引存储特定字段或一组字段的值，按字段值排序。索引项的排
序支持有效的相等匹配和基于范围的查询操作。此外，MongoDB还可以使用索引中的排序返回排序结果。

官网文档：https://docs.mongodb.com/manual/indexes/

了解：

MongoDB索引使用B树数据结构（确切的说是B-Tree，MySQL是B+Tree）

## 4.2 索引的类型
### 4.2.1 单字段索引
MongoDB支持在文档的单个字段上创建用户定义的升序/降序索引，称为单字段索引（Single Field Index）。

对于单个字段索引和排序操作，索引键的排序顺序（即升序或降序）并不重要，因为MongoDB可以在任何方向上遍历索引。

![](image/3.png)

### 4.2.2 复合索引
MongoDB还支持多个字段的用户定义索引，即复合索引（Compound Index）。

复合索引中列出的字段顺序具有重要意义。例如，如果复合索引由 { userid: 1, score: -1 } 组成，则索引首先按userid正序排序，然后
在每个userid的值内，再在按score倒序排序。

![](image/4.png)

### 4.2.3 其他索引
地理空间索引（Geospatial Index）、文本索引（Text Indexes）、哈希索引（Hashed Indexes）。

地理空间索引（Geospatial Index）

为了支持对地理空间坐标数据的有效查询，MongoDB提供了两种特殊的索引：返回结果时使用平面几何的二维索引和返回结果时使用球面
几何的二维球面索引。

文本索引（Text Indexes）

MongoDB提供了一种文本索引类型，支持在集合中搜索字符串内容。这些文本索引不存储特定于语言的停止词（例如“the”、“a”、“or”），
而将集合中的词作为词干，只存储根词。

哈希索引（Hashed Indexes）

为了支持基于散列的分片，MongoDB提供了散列索引类型，它对字段值的散列进行索引。这些索引在其范围内的值分布更加随机，但只支
持相等匹配，不支持基于范围的查询。

## 4.3 索引的管理操作
### 4.3.1 索引的查看
说明：

返回一个集合中的所有索引的数组。

语法：
````
db.collection.getIndexes()
````

提示：该语法命令运行要求是MongoDB 3.0+

【示例】

查看comment集合中所有的索引情况
````
> db.comment.getIndexes() 
[ 
  { 
    "v" : 2, 
    "key" : {
      "_id" : 1 
    },
    "name" : "_id_", 
    "ns" : "articledb.comment" 
  } 
]
````
结果中显示的是默认 _id 索引。

默认_id索引：

MongoDB在创建集合的过程中，在 _id 字段上创建一个唯一的索引，默认名字为 _id_ ，该索引可防止客户端插入两个具有相同值的文
档，您不能在_id字段上删除此索引。

注意：该索引是唯一索引，因此值不能重复，即 _id 值不能重复的。在分片集群中，通常使用 _id 作为片键。

### 4.3.2 索引的创建
说明：

在集合上创建索引。

语法：
````
db.collection.createIndex(keys, options)
````

参数：

| **Parameter** | **Type** | Description|
| :-----| :-----| :-----|
| `keys` | document | 包含字段和值对的文档，其中字段是索引键，值描述该字段的索引类型。对于字段上的升序索引，请指定值1；对于降序索引，请指定值-1。比如： {字段:1或-1} ，其中1 为指定按升序创建索引，如果你想按降序来创建索引指定为 -1 即可。另外，MongoDB支持几种不同的索引类型，包括文本、地理空间和哈希索引。|
| `options` | document | 可选。包含一组控制索引创建的选项的文档。有关详细信息，请参见选项详情列表。|

options（更多选项）列表：

| **Parameter** | **Type** | Description|
| :-----| :-----| :-----|
| background | Boolean | 建索引过程会阻塞其它数据库操作，background可指定以后台方式创建索引，即增加"background" 可选参数。 "background" 默认值为**false**。|
| unique | Boolean | 建立的索引是否唯一。指定为true创建唯一索引。默认值为**false**.|
| name | string | 索引的名称。如果未指定，MongoDB的通过连接索引的字段名和排序顺序生成一个索引名称。|
| dropDups | Boolean | **3.0+版本已废弃**。在建立唯一索引时是否删除重复记录,指定 true 创建唯一索引。默认值为**false**.|
| sparse | Boolean | 对文档中不存在的字段数据不启用索引；这个参数需要特别注意，如果设置为true的话，在索引字段中不会查询出不包含对应字段的文档.。默认值为**false**.|
| expireAfterSeconds | integer | 指定一个以秒为单位的数值，完成 TTL设定，设定集合的生存时间。|
| v | index version | 索引的版本号。默认的索引版本取决于mongodb创建索引时运行的版本。|
| weights | document | 索引权重值，数值在 1 到 99,999 之间，表示该索引相对于其他索引字段的得分权重。|
| default_language | string | 对于文本索引，该参数决定了停用词及词干和词器的规则的列表。 默认为英语|
| language_override | string | 对于文本索引，该参数指定了包含在文档中的字段名，语言覆盖默认的language，默认值为language.|

提示：

注意在 3.0.0 版本前创建索引方法为 db.collection.ensureIndex() ，之后的版本使用了 db.collection.createIndex() 方法，

ensureIndex() 还能用，但只是 createIndex() 的别名。

【示例】

（1）单字段索引示例：对 userid 字段建立索引：

````
> db.comment.createIndex({userid:1}) 
{ 
  "createdCollectionAutomatically" : false, 
  "numIndexesBefore" : 1, 
  "numIndexesAfter" : 2, 
  "ok" : 1 
}
````
参数1：按升序创建索引

可以查看一下：
````
> db.comment.getIndexes() 
[ 
    { "v" : 2, 
      "key" : {
        "_id" : 1 
      },
      "name" : "_id_", 
      "ns" : "articledb.comment" 
    },
    { 
      "v" : 2, 
      "key" : {
        "userid" : 1 
      },
      "name" : "userid_1", 
      "ns" : "articledb.comment" 
    } 
]
````

索引名字为userid_1

compass查看：

![](image/5.png)

（2）复合索引：对 userid 和 nickname 同时建立复合（Compound）索引：

````
> db.comment.createIndex({userid:1,nickname:-1}) 
{ 
  "createdCollectionAutomatically" : false, 
  "numIndexesBefore" : 2, 
  "numIndexesAfter" : 3, 
  "ok" : 1
 }
````
查看一下索引：
````
> db.comment.getIndexes() 
[ 
  { 
    "v" : 2, 
    "key" : {
        "_id" : 1 
      },
      "name" : "_id_", 
      "ns" : "articledb.comment" 
  },
  {
     "v" : 2, 
     "key" : {
        "userid" : 1 
      },
     "name" : "userid_1", 
     "ns" : "articledb.comment" 
  },
  { 
    "v" : 2, 
    "key" : {
      "userid" : 1, 
      "nickname" : -1 
     },
    "name" : "userid_1_nickname_-1", 
    "ns" : "articledb.comment" 
   } 
]
````
compass中：

![](image/6.png)

### 4.3.3 索引的移除
说明：可以移除指定的索引，或移除所有索引

一、指定索引的移除

语法：
````
db.collection.dropIndex(index)
````

参数：

| **Parameter** | **Type** | Description|
| :-----| :-----| :-----|
| `index` | string or document | 指定要删除的索引。可以通过索引名称或索引规范文档指定索引。若要删除文本索引，请指定索引名称。|

【示例】

删除`comment`集合中 userid 字段上的升序索引：

````
> db.comment.dropIndex({userid:1}) 
{ "nIndexesWas" : 3, "ok" : 1 }
````
查看已经删除了。

二、所有索引的移除

语法：
````
db.collection.dropIndexes()
````
【示例】

删除 spit 集合中所有索引。
````
> db.comment.dropIndexes() 
{ 
  "nIndexesWas" : 2, 
  "msg" : "non-_id indexes dropped for collection", 
  "ok" : 1 
}
````
提示： _id 的字段的索引是无法删除的，只能删除非 _id 字段的索引。

## 4.4 索引的使用
### 4.4.1 执行计划

分析查询性能（Analyze Query Performance）通常使用执行计划（解释计划、Explain Plan）来查看查询的情况，如查询耗费的时间、是
否基于索引查询等。

那么，通常，我们想知道，建立的索引是否有效，效果如何，都需要通过执行计划查看。

语法：
````
db.collection.find(query,options).explain(options)
````

【示例】

查看根据userid查询数据的情况：
````
> db.comment.find({userid:"1003"}).explain() 
{
	"queryPlanner": {
		"plannerVersion": 1,
		"namespace": "articledb.comment",
		"indexFilterSet": false,
		"parsedQuery": {
			"userid": {
				"$eq": "1003"
			}
		},
		"winningPlan": {
			"stage": "COLLSCAN",
			"filter": {
				"userid": {
					"$eq": "1003"
				}
			},
			"direction": "forward"
		},
		"rejectedPlans": []
	},
	"serverInfo": {
		"host": "9ef3740277ad",
		"port": 27017,
		"version": "4.0.10",
		"gitVersion": "c389e7f69f637f7a1ac3cc9fae843b635f20b766"
	},
	"ok": 1
}
````
关键点看：`"stage": "COLLSCAN"`, 表示全集合扫描

![](image/7.png)

下面对userid建立索引
````
> db.comment.createIndex({userid:1})
{
	"createdCollectionAutomatically": false,
	"numIndexesBefore": 1,
	"numIndexesAfter": 2,
	"ok": 1
}
````

再次查看执行计划：
````
> db.comment.find({userid:"1013"}).explain()
{
	"queryPlanner": {
		"plannerVersion": 1,
		"namespace": "articledb.comment",
		"indexFilterSet": false,
		"parsedQuery": {
			"userid": {
				"$eq": "1013"
			}
		},
		"winningPlan": {
			"stage": "FETCH",
			"inputStage": {
				"stage": "IXSCAN",
				"keyPattern": {
					"userid": 1
				},
				"indexName": "userid_1",
				"isMultiKey": false,
				"multiKeyPaths": {
					"userid": []
				},
				"isUnique": false,
				"isSparse": false,
				"isPartial": false,
				"indexVersion": 2,
				"direction": "forward",
				"indexBounds": {
					"userid": ["[\"1013\", \"1013\"]"]
				}
			}
		},
		"rejectedPlans": []
	},
	"serverInfo": {
		"host": "9ef3740277ad",
		"port": 27017,
		"version": "4.0.10",
		"gitVersion": "c389e7f69f637f7a1ac3cc9fae843b635f20b766"
	},
	"ok": 1
}
````
关键点看：`"stage" : "IXSCAN"`,基于索引的扫描

compass查看：

![](image/8.png)

### 4.4.2 涵盖的查询
Covered Queries

当查询条件和查询的投影仅包含索引字段时，MongoDB直接从索引返回结果，而不扫描任何文档或将文档带入内存。 这些覆盖的查询可以
非常有效。

![](image/9.png)

更多：https://docs.mongodb.com/manual/core/query-optimization/#read-operations-covered-query

【示例】
````
> db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,_id:0}) 
{ "userid" : "1003" } 
{ "userid" : "1003" }
> db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,_id:0}).explain()
{
	"queryPlanner": {
		"plannerVersion": 1,
		"namespace": "articledb.comment",
		"indexFilterSet": false,
		"parsedQuery": {
			"userid": {
				"$eq": "1003"
			}
		},
		"winningPlan": {
			"stage": "PROJECTION",
			"transformBy": {
				"userid": 1,
				"_id": 0
			},
			"inputStage": {
				"stage": "IXSCAN",
				"keyPattern": {
					"userid": 1
				},
				"indexName": "userid_1",
				"isMultiKey": false,
				"multiKeyPaths": {
					"userid": []
				},
				"isUnique": false,
				"isSparse": false,
				"isPartial": false,
				"indexVersion": 2,
				"direction": "forward",
				"indexBounds": {
					"userid": ["[\"1003\", \"1003\"]"]
				}
			}
		},
		"rejectedPlans": []
	},
	"serverInfo": {
		"host": "bobohost.localdomain",
		"port": 27017,
		"version": "4.0.10",
		"gitVersion": "c389e7f69f637f7a1ac3cc9fae843b635f20b766"
	},
	"ok": 1
}
````
Compass中：

![](image/10.png)

# 五、文章评论
## 5.1 需求分析

文章示例参考：早晨空腹喝水，是对还是错？https://www.toutiao.com/a6721476546088927748/

需要实现以下功能：

1）基本增删改查API

2）根据文章id查询评论

3）评论点赞

## 5.2 表结构分析

数据库：articledb

| **专栏文章评论** | **comment** |||
| :-----| :-----| :-----| :-----|
| 字段名称 | 字段含义 | 字段类型 | 备注 |
| _id | ID | ObjectId或String | Mongo的主键的字段 |
| articleid | 文章ID | String |  |
| content | 评论内容 | String |  |
| userid | 评论人ID | String |  |
| nickname | 评论人昵称 | String |  |
| createdatetime | 评论的日期时间 | Date |  |
| likenum | 点赞数 | Int32 |  |
| replynum | 回复数 | Int32 |  |
| state | 状态 | String | 0：不可见；1：可见； |
| parentid | 上级ID | String | 如果为0表示文章的顶级评论 |

## 5.3 技术选型
### 5.3.1 mongodb-driver（了解）
mongodb-driver是mongo官方推出的java连接mongoDB的驱动包，相当于JDBC驱动。我们通过一个入门的案例来了解mongodb-driver
的基本使用。

官方驱动说明和下载：http://mongodb.github.io/mongo-java-driver/

官方驱动示例文档：http://mongodb.github.io/mongo-java-driver/3.8/driver/getting-started/quick-start/

### 5.3.2 SpringDataMongoDB
SpringData家族成员之一，用于操作MongoDB的持久层框架，封装了底层的mongodb-driver。

官网主页： https://projects.spring.io/spring-data-mongodb/

## 5.4 文章微服务模块搭建
（1）搭建项目工程article，pom.xml引入依赖：
````
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.6.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>
````

（2）创建application.yml
````
spring:
  #数据源配置
  data:
    mongodb:
      # 主机地址
      host: 127.0.0.1
      # 数据库
      database: articledb
      # 默认端口是27017
      port: 27017
      #也可以使用uri连接
#      uri: mongodb://127.0.0.1:27017/articledb
````

（3）创建启动类

（4）启动项目，看是否能正常启动，控制台没有错误。

## 5.5 文章评论实体类的编写
com.wbw.article.po.Comment

说明：

索引可以大大提升查询效率，一般在查询字段上添加索引，索引的添加可以通过Mongo的命令来添加，也可以在Java的实体类中通过注解添
加。

1）单字段索引注解@Indexed

org.springframework.data.mongodb.core.index.Indexed.class

声明该字段需要索引，建索引可以大大的提高查询效率。

Mongo命令参考：
````
db.comment.createIndex({"userid":1})
````

2）复合索引注解@CompoundIndex

org.springframework.data.mongodb.core.index.CompoundIndex.class

复合索引的声明，建复合索引可以有效地提高多字段的查询效率。

Mongo命令参考：
````
db.comment.createIndex({"userid":1,"nickname":-1})
````

## 5.6 文章评论的基本增删改查
（1）创建数据访问接口 cn.itcast.article包下创建dao包，包下创建接口

com.wbw.article.dao.CommentRepository

（2）创建业务逻辑类 cn.itcast.article包下创建service包，包下创建类

com.wbw.article.service.CommentService

（3）新建Junit测试类，测试保存和查询所有：

src/test/java/CommentServiceTest.java

## 5.7 根据上级ID查询文章评论的分页列表
（1）CommentRepository新增方法定义
````
//根据父id，查询子评论的分页列表 方法命名是有规范的 不然会报错
Page<Comment> findByParentid(String parentid, Pageable pageable);
````
（2）CommentService新增方法

（3）junit测试用例：

（4）测试

使用compass快速插入一条测试数据，数据的内容是对3号评论内容进行评论。

## 5.8 MongoTemplate实现评论点赞
我们看一下以下点赞的临时示例代码： CommentService 新增updateThumbup方法
````
/*** 点赞-效率低 * @param id */
public void updateCommentThumbupToIncrementingOld(String id) {
    Comment comment = commentRepository.findById(id).get();
    comment.setLikenum(comment.getLikenum() + 1);
    commentRepository.save(comment);
}
````

以上方法虽然实现起来比较简单，但是执行效率并不高，因为我只需要将点赞数加1就可以了，没必要查询出所有字段修改后再更新所有字
段。(蝴蝶效应)

我们可以使用MongoTemplate类来实现对某列的操作。 

（1）修改CommentService
````
public void updateCommentLikenum(String id) {
    //  查询条件
    Query query = Query.query(Criteria.where("_id").is(id));
    //  更新条件
    Update update = new Update();
    update.inc("likenum");
    mongoTemplate.updateFirst(query, update, Comment.class);
}
````

（2）测试用例：