MongoDB 概念入门 - MongoDB

01. NoSQL 跟 SQL 到底差在哪

关系型数据库（SQL）把数据存成一张张互相有关联的表——用户表、订单表、商品表，查的时候用 JOIN 把它们缝在一起。 MongoDB 是文档数据库——不像表那样一行行一列列，而是把数据存成 BSON（类似 JSON）的文档。一个文档就是一个自包含的数据单元，用户的订单可以嵌套在用户文档里，不用拆散到多个表。核心区别：SQL 的表结构是死的，所有行都得一个样。MongoDB 文档是灵活的，不同文档可以有不同字段。SQL 靠 JOIN 拆表关联，MongoDB 靠嵌套文档减少关联，但也能用 lookup 做类似 JOIN 的事。选 MongoDB 的场景：数据格式不固定经常变；数据之间天然有嵌套关系（如博客文章加评论）；快速原型开发。不适合：复杂事务多、需要大量关联查询的场景。

02. 安装与 MongoDB Shell（mongosh）

MongoDB 安装后自带 mongosh（新版命令行客户端，替代老版 mongo shell）。mongosh 是个完整的 Node.js REPL，可以直接写 JavaScript。常用命令：show dbs 看所有数据库，use mydb 切换数据库，show collections 看当前库所有集合，db.help() 看帮助。集合相当于 SQL 的表，文档相当于 SQL 的行。MongoDB 会自动为每个文档生成一个下划线 id 字段，类型是 ObjectId——一个 12 字节的唯一 ID，包含时间戳信息。

bash

# 启动 MongoDB 服务
mongod --dbpath /data/db

# 连接
mongosh mongodb://localhost:27017

# mongosh 常用命令
show dbs
use mydb
show collections
db.users.find()
db.users.findOne()
exit

mongosh 用的是 JavaScript 语法，db.users.findOne() 后面不需要分号但加了也没事。

03. 文档模型设计——嵌套 vs 引用

MongoDB 里设计数据模型有一个核心问题：嵌套还是引用？嵌套——把关联数据直接嵌入到父文档里。比如把评论嵌入文章文档里。好处是一次查询就全拿到了，不用 JOIN。坏处是文档可能变大超过 16MB 限制；评论多了更新也麻烦。引用——类似 SQL 的外键。文章和评论分开存，评论文档里放一个文章 ID 指向文章。好处是灵活安全，坏处是查的时候可能要跑 lookup 关联。选嵌套还是引用的经验法则：子数据跟父数据同生共死且数量不多（几十条）就嵌套；子数据可能被多个父文档引用或数量很大就引用。

javascript

// 嵌套模型：文章里嵌入评论
{
  _id: ObjectId("..."),
  title: "MongoDB 教程",
  comments: [
    { user: "Alice", text: "好文章!", date: ISODate("2024-01-01") },
    { user: "Bob", text: "学习了", date: ISODate("2024-01-02") }
  ]
}

// 引用模型
// articles 集合
{ _id: ObjectId("..."), title: "MongoDB 教程" }
// comments 集合
{ article_id: ObjectId("..."), user: "Alice", text: "好文章!" }

嵌套的评论有上限——单个文档最大 16MB，如果评论可能非常多，老老实实用引用模型。

04. 数据库与集合的管理

MongoDB 的数据库和集合是懒创建的——你不用去建库建表，直接用就行。第一次往 database.collection 插入数据时，数据库和集合自动就长出来了。但有些高级选项需要显式创建：固定集合——大小固定的集合，写满了自动覆盖最老的数据，适合存日志。文档校验——虽然 MongoDB 是 schema-less 的，但你可以在集合上定义校验规则，拒绝不符合格式的文档插入。过期索引——给某个日期字段建 TTL 索引，时间一到文档自动删除，适合存临时数据。

javascript

// 固定集合（最大 1MB，最多存 1000 条）
db.createCollection("logs", { capped: true, size: 1048576, max: 1000 });

// 定义集合校验规则
db.createCollection("users", {
  validator: {
    $jsonSchema: {
      bsonType: "object",
      required: ["name", "email"],
      properties: {
        name: { bsonType: "string" },
        email: { bsonType: "string", pattern: "^.+@.+$" },
        age: { bsonType: "int", minimum: 0, maximum: 150 }
      }
    }
  }
});

dropDatabase() 没有确认对话框，执行直接删，不会问第二遍。生产环境操作前再三确认。

05. 数据类型与 ObjectId

MongoDB 的 BSON 支持丰富的数据类型：String、Integer、Boolean、Double、Array、Object、Date、ObjectId、Binary Data、Null、Regular Expression、Timestamp。 ObjectId 是最特殊的一个——默认主键 _id 的类型。12 字节的结构：前 4 字节是时间戳（精确到秒），中间 5 字节是随机值（机器 ID 加进程 ID），后 3 字节是计数器。这意味着从 ObjectId 就能反解出文档是什么时候创建的。 Date 类型存的是 UTC 时间，mongosh 里显示会转成本地时间。数字分 Integer（32 位）、Long（64 位）、Double（浮点）。默认输入数字是 Double，想用 Integer 得用 NumberInt()。

javascript

// ObjectId 里提取时间
ObjectId("669c8a1234567890abcdef12").getTimestamp()
// 返回 ISODate 对象

// 数字类型
NumberInt(42)   // 32 位整数
NumberLong(99)  // 64 位整数
NumberDecimal("123.45") // 高精度小数

// 日期
db.events.insertOne({ name: "Conference", date: new Date("2024-12-01") });
db.events.insertOne({ name: "Webinar", date: ISODate("2024-12-15") });

ObjectId 不需要你手动生成，插入时不提供 _id 系统自动创建。但也可以用 ObjectId() 手动创建。

知识测验

第 1/5 题正确 0

MongoDB 的集合相当于 SQL 的什么？

CRUD 操作