MongoDB的安装和使用

🕗 发布于 2024-09-21 07:27 mongodb 数据库

简介

MongoDB是免费开源的跨平台NoSQL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，MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的，它支持的数据结构非常松散，是类似JSON的二进制形式的存储格式，称为BSON，和JSON一样支持内嵌的文档对象和数组对象，因此可以存储比较复杂的数据类型。
MongoDB与关系型数据库类似
在这里插入图片描述

安装

进入MongoDB社区版(https://www.mongodb.com/try/download/community)下载页面，选择版本、平台及包格式后下载，可点击【Copy Link】复制链接后用wget命令在线下载安装包。
在线安装

wget https://repo.mongodb.org/yum/redhat/8/mongodb-org/6.0/x86_64/RPMS/mongodb-org-server-6.0.0-1.el8.x86_64.rpm # 下载
rpm -ivh mongodb-org-server-6.0.0-1.el8.x86_64.rpm # 安装

此方式可以直接使用命令systemctl start/status/stop/restart/enable/disble mongod.service等管理MongoDB状态。

允许远程连接，需在/etc/mongod.conf文件中将第29行bindIp设置为要连接的IP地址，或者允许所有人连接，改为0.0.0.0。

也可是使用下文离线安装中介绍的方式管理MongoDB状态，注意：使用离线模式启动后再使用systemctl命令会报错，后续只能使用mongod命令管理状态。

离线安装
下载MongoDB时，选择tgz格式的包，上传到服务器，然后执行以下命令：

tar -zxf mongodb-linux-x86_64-rhel80-6.0.0.tgz   # 解压
mv mongodb-linux-x86_64-rhel80-6.0.0 /usr/local/mongodb # 移动到/usr/local/目录并重命名为mongodb
cd /usr/local/mongodb # 进入mongodb目录
mkdir -p data/db  # 创建data/db目录，在db中存放数据文件
mkdir logs && cd logs && touch mongodb.log && cd ..  # 创建logs目录并在此目录下创建mongodb.log文件，然后返回

启动命令

命令行启动：

bin/mongod --dbpath /usr/local/mongodb/data/db/ --logpath /usr/local/mongodb/logs/mongodb.log --logappend --port 27017 --bind_ip 0.0.0.0 --fork

● --dbpath：指定数据文件的存放目录。
● --logpath：指定日志文件。
● --logappend：使用追加方式记录日志。
● --port：指定端口，默认是27017。
● --bind_ip：绑定访问IP，默认只能本机访问。
● --fork：后台方式运行，无此参数则前台运行。
● --auth：以安全认证的方式启动，访问数据库前需完成身份认证。
配置文件启动：
dbpath=/usr/local/mongodb/data/db # 数据文件存放目录
logpath=/usr/local/mongodb/logs/mongodb.log # 日志文件存放目录
bind_ip=0.0.0.0 # 不限制访问IP，允许所有人连接
port=27017 # 使用默认端口
logappend=True # 以追加方式记录日志
fork=True # 后台守护进程方式运行

bin/mongod -f /etc/mongodb.conf # 启动MongoDB服务

环境配置
因为每次都要进入MongoDB安装目录才能执行命令，所以可将安装路径配置到环境变量中，打开配置文件vim /etc/profile，添加以下信息：

export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodb # 根据实际安装路径修改
export PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin

重新加载环境变量source /etc/profile后，就可以直接使用命令啦。
停止命令
在命令后加参数–shutdown，如mongod -f /etc/mongodb.conf --shutdown
进入数据库后关闭，命令为db.shutdownServer()或db.adminCommand({ shutdown: 1 })

访问

命令访问
此方式需要安装基于JavaScript开发的MongoDB Shell(https://www.mongodb.com/try/download/shell)工具，Linux系统下载对应版本的rpm包，安装后即可使用，Windows系统下载后可以将bin目录路径配置到环境变量中，否则只能在安装目录运行，默认连接本地MongoDB，可以使用参数连接其它数据库，如下所示：

mongosh -u myt -p 123456 --port 27017 --host 192.168.0.24 admin # 带身份认证信息连接指定数据库

常用Shell命令

命令解释说明
db.auth()使用账号密码完成身份认证
db.version()查看数据库版本
db.help()查看当前数据库支持的方法
use 数据库名切换数据库，若不存在则创建数据库
db.createCollection()创建集合
show tables查看当前数据库集合列表
db.集合名.insertOne()插入单条文档
db.集合名.insertMany()插入多条文档
db.集合名.updateOne()更新单条文档，还可使用replaceOne更新单条数据
db.集合名.updateMany()更新多条文档
db.集合名.deleteOne()删除单条文档
db.集合名.deleteMany()删除多条文档
db.集合名.find()查询集合内容，无查询条件则显示全部
db.集合名.countDocuments()统计文档条目，无查询条件时统计全部数据
db.集合名.stats()查看集合详情
db.集合名.drop()删除集合
show users查看当前数据库所有用户
show roles查看当前数据库所有角色
load("***.js")执行一个JavaScript脚本文件
db.runCommand({})在当前数据库运行命令
db.adminCommand({})在admin数据库运行命令
db.dropDatabase()删除数据库
exit退出当前Shell

数据库命令
官方文档：(https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/command/#std-label-user-management-commands)
用户管理

创建用户

use admin  # 切换到admin库中
db.createUser({ # 创建名为dyd的用户，赋予admin库超级管理员权限
    user: "dyd",
    pwd: passwordPrompt(), # 提示输入密码，历史命令中不会显示设定的密码
    roles: [{role: "root",db: "admin"}]})
或者不切换数据库，使用db.runCommand()命令创建用户
db.adminCommand({ # 创建名为myTest的用户，赋予local库可读写权限，admin库只读权限
    createUser: "myTest",
    pwd: "123456",   # 直接明文设定密码
    roles: [ { role: "readWriteAnyDatabase", db: "admin" },{ role: "read", db: "local" } ]})

更新用户

db.runCommand({ # 更新用户信息
     updateUser: "dyd",
     pwd: passwordPrompt(),
     roles: [
       { role: "read", db: "admin" },{ role: "readWrite", db: "test" }],
     comment: "更新了用户密码、数据库角色权限"
   })

获取用户信息

db.getUser("dyd") # 查找用户
db.runCommand({usersInfo:  { user: "dyd", db: "admin" },showPrivileges: true}) # 获取指定用户信息
show users # 查看当前数据库中所有用户

赋予用户角色及其权限

db.runCommand({  # 给当前数据库中的用户添加权限
 grantRolesToUser: "dyd",
  roles: ["userAdmin","dbAdmin"],
  comment: "给dyd用户多加两个角色"
})

撤销用户绑定的角色及其权限

db.adminCommand({  # 因为readWriteAnyDatabase角色必须在admin库下操作，所以命令使用adminCommand()
 grantRolesToUser: "myTest",
  roles: [{ role: "readWriteAnyDatabase", db: "admin" },{ role: "read", db: "local" }],
  comment: "撤销dyd用户的两个角色"
})

修改用户密码

db.changeUserPassword("dyd", "654321")

删除用户

db.dropUser("admin")

角色管理

内置角色权限说明
read允许读取指定数据库
readWrite允许读写指定数据库
dbAdmin允许在指定数据库中执行管理函数，如访问system.profile资源，创建、查看、删除集合等
userAdmin允许在指定数据库中创建、查看、删除用户和角色等
dbOwner赋予用户当前数据库的所有者权限，此角色集合了readWrite、dbAdmin和userAdmin角色的权限
clusterAdmin集群管理权限，此角色集合了clusterManager、clusterMonitor、hostManager以及dropDatabase角色的权限，必须在admin数据库下操作
readAnyDatabase允许用户读取所有数据库，必须在admin数据库下操作
readWriteAnyDatabase允许用户读写所有数据库，必须在admin数据库下操作
userAdminAnyDatabase赋予用户对所有数据库的userAdmin角色中的权限，必须在admin数据库下操作
dbAdminAnyDatabase赋予用户对所有数据库的dbAdmin角色中的权限，必须在admin数据库下操作
root超级管理权限，必须在admin数据库下操作

赋予用户角色

赋予dyd用户对admin库的userAdminAnyDatabase角色
db.grantRolesToUser("dyd",[{ role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin"}])

撤销用户角色

撤销dyd用户对admin库的root角色
db.revokeRolesFromUser("dyd",[{ role: "root", db: "admin"}])

获取角色信息

db.getRole("read",{showPrivileges: true}) # 查找角色及对应权限
db.runCommand({ rolesInfo: "read" })  # 获取当前数据库使用的角色
db.runCommand({ rolesInfo: { role: "read", db: "test" } }) # 获取指定数据库使用read的角色
db.runCommand({ rolesInfo: [{ role: "read", db: "test" },{ role: "readWrite", db: "admin" }]}) # 多个角色信息

安全认证

以安全认证方式启动MongoDB

mongod -f /etc/mongod.conf --shutdown # 先停止MongoDB服务
mongod -f /etc/mongod.conf --auth  # 以安全认证的方式启动，访问数据库需要身份认证

认证方式有两种

带认证信息连接对应数据库，认证信息不正确，或数据库和认证信息不对应，都会报MongoServerError: Authentication failed.

mongosh -u dyd -p 123456 --port 27017 --host 192.166.66.24 admin # 带身份认证信息连接指定数据库

先连接默认数据库，再进行认证后切换到有权操作的数据库

mongosh --port 27017 --host 192.166.66.24 # 连接默认数据库test

完成身份认证

db.auth("myTest", "123456") # 进行身份认证，成功则返回1

退出认证

db.logout() # 退出身份认证
db.runCommand({logout:1}) # 或者使用命令

MongoDB以认证方式运行时各类操作都需要相应权限，可能会经常出现MongoServerError: command usersInfo requires authentication或Authentication failed，所以操作前请确认当前用户所拥有的权限。

集合

1、创建集合

db.createCollection("dydCL") # 创建名为dydCL的集合
db.createCollection("dydCL",{capped:true,size:1024},{max:100}) # 创建固定大小的集合，且最多可包含100条数据
当集合不存在时，直接插入数据也会创建集合
db.ydCL.insertOne({name:"dyd",age:18}) # ydCL集合不存在，插入数据时会先自动创建ydCL集合

2、删除集合

db.ydCL.drop() # 删除名为ydCL的集合

文档

1、插入文档

db.ydCL.insertOne({name:"dyd",age:18}) # 直接在ydCL集合中插入一条数据
db.ydCL.insertMany([{name:"dyd1",age:19},{name:"dyd2",age:20}]) # 直接在ydCL集合中插入两条数据
准备如下两条数据
data0 = {"_id":1,name:"test",age:21,"hobbies":["旅游","游戏"],"skills":{"languages":["Chinese","English"]}}
data1 = {"_id":2,name:"段",age:22,"hobbies":["乒乓球","游戏"],"skills":{"languages":["Chinese","French"]}}
通过读取数据插入到集合中
db.dydcoll.insertOne(data0) # 将data0中的数据插入到ydCL集合中
db.dydcoll.insertMany([data0,data1]) # # 将data0和data1中的数据插入到ydCL集合中
通过load()加载js脚本生成并导入数据
准备js脚本，比如创建testData.js
let names = ["段雨晗","张珊","李思","王武","老六","吴琦"]
let hobbies = ["旅游","游泳","打篮球","打乒乓球","看电影"]
let languages = ["Python","Java","JavaScript","Go","PHP"]
let Info = []
for(let i=0;i<10;i++){
    let nameIdx = Math.floor(Math.random()*names.length)
    let hobbyIdx = Math.floor(Math.random()*hobbies.length)
    let languageIdx = Math.floor(Math.random()*languages.length)
    let levels = Math.floor(Math.random()*50)
    let ages = 10 + Math.floor(Math.random()*20)
    let info = {
        name:names[nameIdx],
        age:ages,
        hobby:hobbies[hobbyIdx],
        language:languages[languageIdx],
        level:levels,
        account:{user:"dyd"+nameIdx,pwd:"1234"+ages,level:levels}
    }
    Info.push(info)
}
db.ydCL.insertMany(Info)
进入MongoDB Shell，执行一个js文件
load("testData.js") # 执行js文件，生成10条数据
db.ydCL.find()  # 查看生成的数据

2、查询文档

db.ydCL.find()  # 查询ydCL集合中所有数据
db.ydCL.findOne() # 查询ydCL集合中第一条数据
db.ydCL.find().sort({age:-1}) # 排序，查询结果根据age降序排列，1表示升序排列
db.ydCL.find().skip(0).limit(5) # 分页查询，从第1条数据开始查，每页显示5条数据
db.ydCL.find({name:/^段/}) # 使用正则表达式查询，查询name包含“段”的数据
db.ydCL.distinct("name") # 去重显示name字段所有的值

条件查询
查询条件经常会用到运算，在MongoDB中与MySQL中不同，不能使用><等符号，需要用聚合管道操作符，下面简单介绍一下常用的操作符：
在这里插入图片描述

db.ydCL.find({name:"段雨晗"})   # 查找name为“段雨晗”的数据
db.ydCL.find({name:"李思",age:{$gt:18}}) #查找name为“李思”且age大于18的数据
db.ydCL.findOne({name:"老六",age:{$lte:20}}) #查找name为“老六”且age小于等于18的数据结果中的第一个结果
db.ydCL.find({$and:[{name:"王武"},{age:17}]}) # 查找name为“王武”以及age等于17的数据
db.ydCL.find({$nor:[{name:"张珊"},{age:{$gt:20}}]}) # 查找name为“张珊”或者age大于17的数据
db.ydCL.find({"name":{$in:["张珊","李思","王武"]}}) # 查找包含指定成员的数据
db.ydCL.find({age:{$type:"string"}}) # 查看age是字符串类型的数据

投影
上文查询结果会将所有字段展示出来，且默认展示_id字段，要限制展示全部字段信息，需要设置字段列表值为1或0，1表示显示该字段，0表示隐藏该字段。

db.ydCL.find({hobby:"游泳"},{_id:0,name:1}) # 查询hobby为“游泳”的数据，只展示name
db.ydCL.find({age:{$gt:15}},{_id:0,name:1,language:1}) # 查询age大于15的数据，只展示name和language字段的值

3、更新文档
使用update更新时需要更新操作符，常用的更新操作符如下：
在这里插入图片描述

db.ydCL.updateOne({_id:2},{$set:{name:"李四"}}) # 更新id为2的name为“李四”
db.ydCL.updateOne({_id:3},{$set:{name:"zhangsan"}},{upsert:true}) # upsert表示若数据不存在则插入到集合中
db.ydCL.updateMany({age:22},{$pop:{hobbies:-1}}) # 更新删除年龄为22的第最后一项，1表示删除第一项
db.ydCL.findOneAndUpdate({age:{$eq:5}},{$set:{hobby:"购物"}})# 查找age等于5的用户并将hobby改为“购物”,默认返回旧数据
#更新id为3的文档，replace不能使用操作符，文档内容必须包含全部字段信息，不包含字段内容会被置空
db.ydCL.replaceOne({_id:3},{name:"张三",age:18,hobby:"篮球"}})
db.ydCL.findOneAndReplace({age:5},{name:"李斯",age:19,hobby:"购物",language:"Go",author:"dyd-1"})

4、删除文档

db.ydCL.deleteOne({name:"张三"}) # 删除name为“张三”的数据，如果有多条则只删除第一条
db.ydCL.deleteMany({name:"王武"}) # 删除所有name为“王武”的数据
db.ydCL.deleteMany({name:"老六"},{age:{$gte:60}}) # 删除所有name为“老六”且age大于等于60的数据
db.ydCL.findOneAndDelete({_id:ObjectId("62e8ea7135f956a18f9b002e")}) # 查找后删除

5、聚合操作
聚合操作是用于处理数据并返回计算结果的，比如比较运算、最大值、最小值、平均值、求和、分组、排序等，用于查询和更新数据，聚合操作可以对分组数据执行各种操作以返回预期结果，聚合操作分三类：单一作用聚合、聚合管道、MapReduce。上文介绍了聚合管道操作符，下面介绍一下聚合管道阶段，二者都属于聚合操作，聚合管道阶段是在db.collection.aggregate()方法中使用的，如下为常用聚合管道阶段：
在这里插入图片描述

db.ydCL.aggregate() # 参数为空时和find()操作一样，会查询所有数据
db.ydCL.aggregate([{$project:{_id:0,"姓名":"$name"}}]) # 查询所有name，字段名设为“姓名”
db.ydCL.aggregate([{$project:{语言:"$name",_id:0,"account.level":1}}]) # 查询name及嵌套文档中的level
db.ydCL.aggregate([{$project:{_id:0,"账号":{"用户名":"$account.user","显示":1}}}]) # 查询并只显示嵌套文档中的user
db.ydCL.aggregate([{$match:{age:{$lt:25}}},{$count:"age"}])  # 统计age小于25的数量
db.ydCL.aggregate([{$match:{age:{$gt:15}}},{$sort:{age:-1}}]) # 查找age大于15的数据并降序排列
db.ydCL.aggregate([{$skip:2},{$limit:4}]) # 分页展示，从第三条数据开始查询，每页显示4条数据
db.dydcoll.aggregate([{$unwind:"$skills.languages"}]) # 拆分skills.languages数组，并输出对应的数据
#集合ydCL与集合dydcoll根据name完成左外连接
db.ydCL.aggregate([{$lookup:{from:"dydcoll",localField:"name",foreignField:"name",as:"测试"}}])
#查询name分组，统计同名数量，对应账号等级以及平均年龄
db.ydCL.aggregate([{$group:{_id:"$name",总数:{$sum:1},等级:{$max:"$account.level"},平均年龄:{$avg:"$age"}}}])

常用的 $co n c a t 、$ substrCP、toLower、toUpper、toString、toInt等，至少要包含一个聚合管道阶段

db.ydCL.aggregate([{$project:{_id:0,"拼接":{$concat:["$name","-","$account.user"]}}}]) # 拼接两个字段
db.ydCL.aggregate([{$project:{_id:0,"截取":{$substrCP:["$name",0,1]}}}])  # 截取name字段中的姓氏
db.ydCL.aggregate([{$project:{_id:0,"转大写":{$toUpper:"$account.user"}}}]) # 嵌套文档中的user转大写
#将age小于20的language字段的值转为小写
db.ydCL.aggregate([{$match:{age:{$lte:20}}},{$project:{_id:0,"转小写":{$toLower:["$language"]}}}])

○ 单一作用聚合：对单个集合进行聚合文档操作，比如：db.CL.distinct()、db.CL.countDocuments()等。
○ 聚合管道：一个数据聚合计算框架，可以作用在一个或多个集合上，可对集合中的数据进行一系列运算后将数据转为期望形式进行展示，这个聚合过程称为管道（Pipeline），由多个阶段（Stage）组成，每个管道接受一系列文档（即原始数据），每个阶段会对这些文档进行一系列的运算，然后将运算后的结果文档输出给下一个阶段，直到聚合完成输出最终结果。
○ MapReduce：处理每个文档并向输入文档发送一个或多个对象的map阶段及reduce组合map操作的输出阶段。

索引

MongoDB在集合级别定义索引，默认创建_id字段作为唯一索引，MongoDB中的索引与其他数据库系统中的索引类似。
1、创建索引

#将name创建为唯一索引，1表示升序索引，-1表示降序索引，sparse表示索引引用指定字段的文档，设置索引有效期，索引名为“nameIdx”
db.dydcoll.createIndex({"name":1}, {unique:true,sparse:true,expireAfterSeconds:3600,name:"nameIdx"})

2、查看索引

db.dydcoll.getIndexes()

3、删除索引

db.dydcoll.dropIndex("nameIdx") # 删除指定索引
db.dydcoll.dropIndexex()  # 删除全部索引

使用SQL查询
可使用Studio 3T(https://robomongo.org/download)管理工具编写SQL语句查询MongoDB数据，如下示例：

db.ydCL.find()  # 查询所有数据
db.ydCL.find({"account.user":"dyd5"},{_id:0,name:1}) # 查询嵌套文档中user为dyd5的name
db.ydCL.find({"age":{$in:[17,19,21]}})     # 查询age等于17,19,21的数据
db.ydCL.aggregate([{$match:{age:{$lte:25}}},{$count:"age"}]) # 查询age小于等于25的数据总条数
#查询名字和平均年龄，根据name分组，并根据平均年龄降序排列
db.ydCL.aggregate([{$group:{_id:"$name",avgAge:{$avg:"$age"}}},{$sort:{avgAge:-1}}])

对应的SQL

select * from ydCL;
select name from ydCL where account.user = "dyd5";
select * from ydCL where age in (17,19,21);
select count(age) from ydCL where age <= 25;
select name,avg(age) from ydCL group by name order by avg(age) desc;

备份/恢复

进入Database-Tools页面，选择版本、平台及包格式，下载安装工具，详细使用方法请查看官方介绍。

wget https://fastdl.mongodb.org/tools/db/mongodb-database-tools-rhel80-x86_64-100.5.4.rpm # 下载
rpm -ivh mongodb-database-tools-rhel80-x86_64-100.5.4.rpm # 安装

1、数据备份

#备份数据test数据库及用户凭据admin数据库到opt目录下
mongodump -h 192.166.66.24:27017 -o /opt -u dyd -p 123456 --authenticationDatabase=test

○ -h：数据库地址
○ -o：备份存放位置
○ -u：用户名，需要身份认证时使用
○ -p：密码，需要身份认证时使用
○ -d：需要备份的数据库，仅备份指定的数据库
○ --authenticationDatabase：需要备份的数据库，同时保存用户凭据的数据库(即admin库)和指定的数据库
2、数据恢复

#重opt目录下恢复数据到test数据库下的ydCL集合中，同时恢复用户凭据到admin库
mongorestore --nsInclude=test.ydCL /opt/ -u dyd -p 123456 --authenticationDatabase=test
  ○ --nsInclude：指定要恢复数据的集合

导入/导出

支持导入导出json和csv格式的文件
1、数据导出

#导出test数据库中ydCL集合的数据到opt目录下，命名为ydCL_bak.json
mongoexport -h 192.166.66.24:27017 -c ydCL -o /opt/ydCL_bak.json -u dyd -p 123456 -d test

2、数据导入

#导入ydCL_bak.json文件中的数据到test数据库中的dydcol集合
mongoimport -h 192.166.66.24:27017 /opt/ydCL_bak.json -c dydcol -u dyd -p 123456 -d test

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_46619605/article/details/142366976

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MongoDB的安装和使用

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安全认证

集合

文档

索引

备份/恢复

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