[mongo] 1.2 mongodb 數(shù)據(jù)庫和集合

數(shù)據(jù)庫和集合

參考：https://docs.mongodb.com/manual/core/databases-and-collections/

概述

MongoDB將數(shù)據(jù)記錄存儲為文檔?（特別是BSON文檔），這些文檔一起收集在集合中。一個?數(shù)據(jù)庫存儲一個或更多的文檔集合。

數(shù)據(jù)庫

在MongoDB中，數(shù)據(jù)庫包含一個或多個文檔集合。要選擇要使用的數(shù)據(jù)庫，使用use

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

如果數(shù)據(jù)庫不存在，則在您第一次為該數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)時，MongoDB會創(chuàng)建該數(shù)據(jù)庫。這樣，您可以切換到不存在的數(shù)據(jù)庫并在mongoshell中執(zhí)行以下操作?：

復(fù)制

復(fù)制的

use myNewDB

db.myNewCollection1.insertOne( { x: 1 } )

該 insertOne()操作將同時創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫myNewDB和集合（myNewCollection1如果它們尚不存在）。確保數(shù)據(jù)庫名稱和集合名稱均遵循MongoDB命名限制。

集合

MongoDB將文檔存儲在集合中。集合類似于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的表。

創(chuàng)建集合

如果不存在集合，則在您第一次為該集合存儲數(shù)據(jù)時，MongoDB會創(chuàng)建該集合。

復(fù)制

復(fù)制的

db.myNewCollection2.insertOne( { x: 1 } ) db.myNewCollection3.createIndex( { y: 1 } )

如果insertOne()和?createIndex()操作都還不存在，則會創(chuàng)建它們各自的集合。確保集合名稱遵循MongoDB命名限制。

Explicit Creation

MongoDB提供了db.createCollection()使用各種選項(xiàng)顯式創(chuàng)建集合的方法，例如設(shè)置最大大小或文檔驗(yàn)證規(guī)則。如果未指定這些選項(xiàng)，則無需顯式創(chuàng)建集合，因?yàn)樵谑状未鎯蠑?shù)據(jù)時，MongoDB會創(chuàng)建新集合。

要修改這些收集選項(xiàng)，請參見collMod。

文檔驗(yàn)證

3.2版中的新功能。

默認(rèn)情況下，集合不要求其文檔具有相同的架構(gòu)。也就是說，單個集合中的文檔不需要具有相同的字段集，并且字段的數(shù)據(jù)類型可以在集合中的不同文檔之間有所不同。

但是，從MongoDB 3.2開始，您可以在更新和插入操作期間對集合強(qiáng)制執(zhí)行文檔驗(yàn)證規(guī)則。有關(guān)詳細(xì)信息，請參見架構(gòu)驗(yàn)證。

修改文檔結(jié)構(gòu)

要更改集合中文檔的結(jié)構(gòu)，例如添加新字段，刪除現(xiàn)有字段或?qū)⒆侄沃蹈臑樾骂愋?，請將文檔更新為新結(jié)構(gòu)。

唯一標(biāo)識符

3.6版的新功能。

注意

在featureCompatibilityVersion必須設(shè)置為"3.6"或更大。有關(guān)更多信息，請參見查看FeatureCompatibilityVersion。

集合被分配了一個不變的UUID。在副本集的所有成員和分片群集中的分片中，集合UUID保持相同。

要檢索集合的UUID，請運(yùn)行?listCollections命令或db.getCollectionInfos()方法。

視圖

MongoDB視圖是可查詢的對象，其內(nèi)容由其他集合或視圖上的聚合管道定義?。MongoDB不會將視圖內(nèi)容持久保存到磁盤。當(dāng)客戶端查詢視圖時，將按需計算視圖的內(nèi)容。MongoDB可以要求客戶端?具有查詢視圖的權(quán)限。MongoDB不支持針對視圖的寫入操作。

例如：

在員工數(shù)據(jù)集合上通過創(chuàng)建視圖來排除私人或個人信息（PII）信息 。應(yīng)用程序可以在視圖中查詢不包含任何PII的員工數(shù)據(jù)。

傳感器數(shù)據(jù)的集合上創(chuàng)建一個視圖，以 add計算字段和度量。應(yīng)用程序可以使用簡單的查找操作來查詢數(shù)據(jù)。

創(chuàng)建一個視圖，其中joins兩個集合分別包含庫存和訂單歷史記錄。應(yīng)用程序可以查詢聯(lián)接的數(shù)據(jù)，而無需管理或了解底層的復(fù)雜管道。

當(dāng)客戶端查詢視圖時，MongoDB會將客戶端查詢追加到基礎(chǔ)管道，并將該組合管道的結(jié)果返回給客戶端。MongoDB可以將?聚合管道優(yōu)化應(yīng)用于組合管道。

注意

下頁討論視圖。有關(guān)按需實(shí)例化視圖的討論，請參閱On-Demand Materialized Views 。

創(chuàng)建視圖

要創(chuàng)建或定義視圖：

使用db.createCollection()方法或?create命令：

復(fù)制

復(fù)制的

db.createCollection( "", { "viewOn" : "", "pipeline" : [], "collation" : { } } )

使用db.createView()方法：

復(fù)制

復(fù)制的

db.createView( "", "", [], { "collation" : { } } )

注意

您必須在與源集合相同的數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建視圖。

視圖定義pipeline不能包含$out或$merge階段。如果視圖定義包括嵌套管道（例如，視圖定義包括?$lookup或$facet階段），則此限制也適用于嵌套管道。

行為

視圖表現(xiàn)出以下行為：

只讀

視圖是只讀的；對視圖的寫操作將出錯。

以下讀取操作可以支持視圖：

db.collection.find()

db.collection.findOne()

db.collection.aggregate()

db.collection.countDocuments()

db.collection.estimatedDocumentCount()

db.collection.count()

db.collection.distinct()

索引使用和排序操作

視圖使用基礎(chǔ)集合的索引。

由于索引位于基礎(chǔ)集合上，因此您不能直接在視圖上創(chuàng)建，刪除或重建索引，也不能在視圖上獲取索引列表。

從MongoDB 4.4開始，您可以在視圖上$natural?運(yùn)行find命令時指定排序。MongoDB的早期版本不支持$natural視圖排序。

視圖的基礎(chǔ)聚合管道必須遵守100 MB的內(nèi)存限制，才能阻止排序和阻止組操作。從MongoDB 4.4開始，您可以在視圖上發(fā)出帶有的?find命令，以允許MongoDB使用臨時文件來阻止排序和組操作。allowDiskUse:?true

在MongoDB 4.4之前，只有aggregate命令接受該allowDiskUse選項(xiàng)。

另外

有關(guān)阻止排序操作內(nèi)存限制的更多信息，請參見。Sort?Operations

投影限制

find()視圖上的操作不支持以下投影?運(yùn)算符：

$

$elemMatch

$slice

$meta

不可變名稱

您不能重命名視圖。

視圖創(chuàng)建

視圖是在讀取操作期間按需計算的，并且MongoDB對視圖執(zhí)行讀取操作，這是基礎(chǔ)聚合管道的一部分。因此，視圖不支持以下操作：

db.collection.mapReduce()，

$text運(yùn)算符，因?yàn)?text聚合操作僅對第一階段有效，

$geoNear?管線階段。

如果用于創(chuàng)建視圖的聚合管道禁止顯示該?_id字段，則視圖中的文檔將沒有該_id字段。

分片視圖

如果視圖的基礎(chǔ)集合被分片，則認(rèn)為它們是分片的。因此，對于通過在$lookup和$graphLookup操作中的值無法指定分片視圖。

視圖和排序（Views and Collation）

您可以?在創(chuàng)建時為視圖指定默認(rèn)排序規(guī)則。如果未指定排序規(guī)則，則視圖的默認(rèn)排序規(guī)則是“簡單”二進(jìn)制比較排序規(guī)則。也就是說，視圖不會繼承集合的默認(rèn)排序規(guī)則。

視圖上的字符串比較使用視圖的默認(rèn)排序規(guī)則。嘗試更改或覆蓋視圖的默認(rèn)排序規(guī)則的操作將失敗，并顯示錯誤。

如果從另一個視圖創(chuàng)建視圖，則不能指定與源視圖的排序規(guī)則不同的排序規(guī)則。

如果執(zhí)行涉及多個視圖的聚合（例如with$lookup或）$graphLookup，則這些視圖必須具有相同的排序規(guī)則。

公共視圖(Public View)定義

列出集合的操作（例如?db.getCollectionInfos()和）?db.getCollectionNames()在其輸出中包括視圖。

重要

視圖定義是公共的；即db.getCollectionInfos()?，explain對視圖的操作將包括定義視圖的管道。因此，請避免在視圖定義中直接引用敏感字段和值。

刪除視圖

要刪除視圖，請使用視圖上的db.collection.drop()方法。

修改視圖

您可以通過拖放并重新創(chuàng)建視圖或使用collMod命令來修改視圖。

支持的操作

以下操作提供對視圖的支持，但本頁中提到的限制除外：

db.createCollection()

db.createView()

db.getCollection()

db.getCollectionInfos()

db.getCollectionNames()

find

distinct

count

db.collection.aggregate()

db.collection.find()

db.collection.findOne()

db.collection.countDocuments()

db.collection.estimatedDocumentCount()

db.collection.count()

db.collection.distinct()

物化視圖（On-Demand Materialized Views）

從4.2版開始，MongoD對聚合管道 添加$merge的階段。此階段可以將管道結(jié)果合并到現(xiàn)有集合中，而不是完全替換該集合。此功能允許用戶創(chuàng)建按需實(shí)例化視圖，在該視圖中，每次運(yùn)行管道時都可以更新輸出集合的內(nèi)容。

例子

假設(shè)在2019年1月下旬左右，該集合bakesales?按項(xiàng)目包含銷售信息：

復(fù)制

復(fù)制的

db.bakesales.insertMany( [ { date: new ISODate("2018-12-01"), item: "Cake - Chocolate", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("60") }, { date: new ISODate("2018-12-02"), item: "Cake - Peanut Butter", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("90") }, { date: new ISODate("2018-12-02"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 10, amount: new NumberDecimal("200") }, { date: new ISODate("2018-12-04"), item: "Cookies - Chocolate Chip", quantity: 20, amount: new NumberDecimal("80") }, { date: new ISODate("2018-12-04"), item: "Cake - Peanut Butter", quantity: 1, amount: new NumberDecimal("16") }, { date: new ISODate("2018-12-05"), item: "Pie - Key Lime", quantity: 3, amount: new NumberDecimal("60") }, { date: new ISODate("2019-01-25"), item: "Cake - Chocolate", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("60") }, { date: new ISODate("2019-01-25"), item: "Cake - Peanut Butter", quantity: 1, amount: new NumberDecimal("16") }, { date: new ISODate("2019-01-26"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("100") }, { date: new ISODate("2019-01-26"), item: "Cookies - Chocolate Chip", quantity: 12, amount: new NumberDecimal("48") }, { date: new ISODate("2019-01-26"), item: "Cake - Carrot", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("36") }, { date: new ISODate("2019-01-26"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("100") }, { date: new ISODate("2019-01-27"), item: "Pie - Chocolate Cream", quantity: 1, amount: new NumberDecimal("20") }, { date: new ISODate("2019-01-27"), item: "Cake - Peanut Butter", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("80") }, { date: new ISODate("2019-01-27"), item: "Tarts - Apple", quantity: 3, amount: new NumberDecimal("12") }, { date: new ISODate("2019-01-27"), item: "Cookies - Chocolate Chip", quantity: 12, amount: new NumberDecimal("48") }, { date: new ISODate("2019-01-27"), item: "Cake - Carrot", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("36") }, { date: new ISODate("2019-01-27"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("100") }, { date: new ISODate("2019-01-28"), item: "Cookies - Chocolate Chip", quantity: 20, amount: new NumberDecimal("80") }, { date: new ISODate("2019-01-28"), item: "Pie - Key Lime", quantity: 3, amount: new NumberDecimal("60") }, { date: new ISODate("2019-01-28"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("100") }, ] );

1.定義物化視圖

以下updateMonthlySales功能定義了?monthlybakesales包含累積每月銷售信息的實(shí)例化視圖。在示例中，該函數(shù)采用日期參數(shù)以僅從特定日期開始更新每月銷售信息。

復(fù)制

復(fù)制的

updateMonthlySales = function(startDate) { db.bakesales.aggregate( [ { $match: { date: { $gte: startDate } } }, { $group: { _id: { $dateToString: { format: "%Y-%m", date: "$date" } }, sales_quantity: { $sum: "$quantity"}, sales_amount: { $sum: "$amount" } } }, { $merge: { into: "monthlybakesales", whenMatched: "replace" } } ] ); };

該$match階段過濾數(shù)據(jù)以僅處理大于或等于的銷售startDate。

該$group階段按年月分組銷售信息。此階段輸出的文檔具有以下形式：

{ “ _id” ： “ ” ， “ sales_quantity” ： < num > ， “ sales_amount” ： < NumberDecimal > }

該$merge階段將輸出寫入?monthlybakesales集合。

基于在該_id字段（默認(rèn)為unsharded輸出集合），階段檢查中聚集結(jié)果文檔相匹配的集合中的現(xiàn)有文檔：

如果存在匹配項(xiàng)（即，集合中已經(jīng)存在具有相同年份月份的文檔），則階段將使用匯總結(jié)果中的文檔替換現(xiàn)有文檔。

如果沒有匹配項(xiàng)，那么階段會將聚合結(jié)果中的文檔插入到集合中（不匹配時的默認(rèn)行為）。

2.執(zhí)行初始運(yùn)行

對于初始運(yùn)行，您可以輸入日期：new?ISODate("1970-01-01")

復(fù)制

復(fù)制的

updateMonthlySales(new ISODate("1970-01-01"));

初始運(yùn)行后，monthlybakesales包含以下文檔；即?返回以下內(nèi)容：db.monthlybakesales.find().sort(?{?_id:?1?}?)

{ "_id" : "2018-12", "sales_quantity" : 41, "sales_amount" : NumberDecimal("506") } { "_id" : "2019-01", "sales_quantity" : 86, "sales_amount" : NumberDecimal("896") }

3.刷新物化視圖

假設(shè)到2019年2月的第一個星期，該bakesales?集合將使用更新的銷售信息進(jìn)行更新;?特別是1月和2月的銷售量增加。

復(fù)制

復(fù)制的

db.bakesales.insertMany( [ { date: new ISODate("2019-01-28"), item: "Cake - Chocolate", quantity: 3, amount: new NumberDecimal("90") }, { date: new ISODate("2019-01-28"), item: "Cake - Peanut Butter", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("32") }, { date: new ISODate("2019-01-30"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 1, amount: new NumberDecimal("20") }, { date: new ISODate("2019-01-30"), item: "Cookies - Chocolate Chip", quantity: 6, amount: new NumberDecimal("24") }, { date: new ISODate("2019-01-31"), item: "Pie - Key Lime", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("40") }, { date: new ISODate("2019-01-31"), item: "Pie - Banana Cream", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("40") }, { date: new ISODate("2019-02-01"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("100") }, { date: new ISODate("2019-02-01"), item: "Tarts - Apple", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("8") }, { date: new ISODate("2019-02-02"), item: "Cake - Chocolate", quantity: 2, amount: new NumberDecimal("60") }, { date: new ISODate("2019-02-02"), item: "Cake - Peanut Butter", quantity: 1, amount: new NumberDecimal("16") }, { date: new ISODate("2019-02-03"), item: "Cake - Red Velvet", quantity: 5, amount: new NumberDecimal("100") } ] )

要刷新monthlybakesales1月和2月的數(shù)據(jù)，請再次運(yùn)行函數(shù)以重新運(yùn)行聚合管道 new?ISODate("2019-01-01")

復(fù)制

復(fù)制的

updateMonthlySales(new ISODate("2019-01-01"));

的內(nèi)容monthlybakesales已更新，以反映bakesales館藏中的最新數(shù)據(jù)；即?返回以下內(nèi)容：db.monthlybakesales.find().sort(?{?_id:?1?}?)

復(fù)制

復(fù)制的

{ “ _id” ： “ 2018-12” ， “ sales_quantity” ： 41 ， “ sales_amount” ： NumberDecimal （“ 506” ） } { “ _id” ： “ 2019-01” ， “ sales_quantity” ： 102 ， “ sales_amount” ： NumberDecimal （“ 1142” ） } { “ _id” ： “ 2019-02” ， “ sales_quantity” ： 15 ， “ sales_amount” ： NumberDecimal （“ 284” ） }

Additional Information?

The?$merge?stage:

Can output to a collection in the same or different database.

Creates a new collection if the output collection does not already exist.

Can incorporate results (insert new documents, merge documents, replace documents, keep existing documents, fail the operation, process documents with a custom update pipeline) into an existing collection.

Can output to a sharded collection. Input collection can also be sharded.

See?$merge?for:

More information on?$merge?and available options

Example:?On-Demand Materialized View: Initial Creation

Example:?On-Demand Materialized View: Update/Replace Data

Example:?Only Insert New Data

Capped Collections（固定集合）

概述

固定集合是固定大小的集合，它們支持高吞吐量操作，這些操作根據(jù)插入順序插入和檢索文檔。固定集合的工作方式類似于循環(huán)緩沖區(qū)：一旦集合填充了其分配的空間，它就會通過覆蓋集合中最舊的文檔為新文檔騰出空間。

有關(guān)?創(chuàng)建固定集合的信息，請參見createCollection()或create了解更多信息。

建議：

作為固定集合的替代方法，請考慮MongoDB的?TTL（生存時間）索引。如通過設(shè)置TTL從集合中使數(shù)據(jù)過期中所述，這些索引使您可以基于日期類型字段的值和索引的TTL值來使正常集合中的數(shù)據(jù)過期并刪除。

TTL索引與固定集合不兼容。

特性

插入順序

固定集合可確保插入順序。查詢不需要索引以插入順序返回文檔。沒有索引開銷，固定集合可以支持更高的插入吞吐量。

自動刪除最舊的文檔

為了給新文檔騰出空間，有上限的集合會自動刪除集合中最舊的文檔，而無需腳本或顯式刪除操作。

考慮以下用于固定集合的潛在用例：

存儲大容量系統(tǒng)生成的日志信息。在沒有索引的情況下將文件插入具有上限的集合中，接近于將日志信息直接寫入文件系統(tǒng)的速度非?？?。此外，內(nèi)置的先進(jìn)先出屬性可在管理存儲使用的同時維護(hù)事件的順序。

在一個固定集合中緩存少量數(shù)據(jù)。由于緩存是讀取而不是寫入大量數(shù)據(jù)，因此您要么需要確保此集合始終保留在工作區(qū)域（即，在RAM中），要么需要為所需的一個或多個索引承擔(dān)一定的寫代價。

例如，將操作日志存儲在副本集中的oplog.rs集合使用固定集合。從MongoDB 4.0開始，與其他設(shè)置固定集合不同，oplog可以超出其配置的大小限制，以避免刪除majority commit point。

_id索引

固定集合?默認(rèn)具有一個_id字段和該字段的索引_id。

限制和建議

更新

如果您打算更新固定集合中的文檔，請創(chuàng)建索引，以便這些更新操作不需要集合掃描。

文檔大小

在版本3.2中更改。

如果更新或替換操作更改了文檔大小，會報錯失敗。

文檔刪除

您無法從固定集合中刪除文檔。要從集合中刪除所有文檔，請使用drop()?方法刪除集合并重新創(chuàng)建固定集合。

分片

您無法將有固定集合分片。

查詢效率

使用自然順序可以有效地從集合中檢索最近插入的元素。這（有點(diǎn)）類似于tail日志文件。

聚合$out

聚合管道階段$out?無法將結(jié)果寫入有固定集合。

事務(wù)

從MongoDB 4.2開始，您不能在事務(wù)中寫入固定集合。事務(wù)中仍支持從固定集合中讀取。

程序

創(chuàng)建固定集合

您必須使用db.createCollection()方法顯式創(chuàng)建帶上限的集合?，創(chuàng)建有固定集合時，必須指定集合的 最大大小（以字節(jié)為單位），MongoDB將為該集合預(yù)先分配最大大小。固定集合的大小包括少量內(nèi)部開銷空間。

復(fù)制

復(fù)制的

db.createCollection( "log", { capped: true, size: 100000 } )

如果size字段小于或等于4096，則集合的上限為4096字節(jié)。否則，MongoDB將提高提供的大小，使其成為256的整數(shù)倍。

此外，您還可以使用max以下文檔中的字段為集合指定最大文檔數(shù)：

復(fù)制

復(fù)制的

db.createCollection("log", { capped : true, size : 5242880, max : 5000 } )

重要

即使指定文檔數(shù)，也始終需要該size參數(shù)。如果集合在達(dá)到最大文檔數(shù)之前達(dá)到最大size限制，MongoDB將刪除較舊的文檔。

參考

db.createCollection()和?create

查詢固定集合

如果find()在沒有指定順序的固定集合上執(zhí)行，則MongoDB保證結(jié)果的順序與插入順序相同。

要以相反的插入順序檢索文檔，請?與參數(shù)設(shè)置為find()的sort()方法一起$natural發(fā)出-1，如以下示例所示：

復(fù)制

復(fù)制的

db.cappedCollection.find().sort( { $natural: -1 } )

檢查一個集合是固定集合

使用該isCapped()方法確定集合是否是固定集合，如下所示：

復(fù)制

復(fù)制的

db.collection.isCapped()

將集合轉(zhuǎn)換為固定集合

使用convertToCapped命令將非上限集合轉(zhuǎn)換為上限集合：

復(fù)制

復(fù)制的

db.runCommand({"convertToCapped": "mycoll", size: 100000});

該size參數(shù)以字節(jié)為單位指定上限集合的大小。

在操作期間，它將持有數(shù)據(jù)庫exclusive lock?。其他操作將被阻止，直到該操作完成。請參閱一些常見的客戶端操作采取了哪些鎖？用于鎖定數(shù)據(jù)庫的操作。

Tailable Cursor

tailable cursor?與固定集合可以一起使用。與Unix ?tail?-f命令類似，tailable cursor?“tails”有固定集合的最新數(shù)據(jù)。將新文檔插入固定集合后，您可以使用tailable cursor?繼續(xù)獲取文檔。

有關(guān)創(chuàng)建Tailable Cursors光標(biāo)信息參看Tailable Cursors。

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