MongoDB开发使用手册
一．基础部分
MongDB简介
1.NOSQL历史和产生原因
原因: 互联网用户数的增长和用户参与互联网习惯的改变
1．初始的静态内容网站，提供中心化的内容服务，
特点: 中心化，用户阅读内容
系统：Apache
2．动态网页内容，电子商务和论坛网站出现。
特点: 用户访问动态内容，并提供少量内容
系统：Apache+Mysql+Php, IIS+ASP+SQLSERVER, IIS+ASP+SQLSERVER, TOMCAT+JSP+ORACLE
3. 博客出现: 去中心化网站出现。
特点：Web2.0网站的雏形 用户阅读内容，并开始更多地参与网站的交互
系统: 高并发访问，数据库压力增大 Memcached 缓存的出现，并出现数据库集的概念
4.微博，淘宝等网站出现，以及云计算平台出现，如google，百度广告，等大规模系统
特点: 用户重复参与网站交互，和内容提供，而系统需要对用户行为进行分析
系统：支持高并发，及时响应，并能够实现分布式计算
NOSQL：Memcached, Redis, Hbase, 等NOSQL数据库，不仅仅是简单缓存，并能够提供分布式要求，包括复制，分片，水平分区，并提供复杂格式的数据存储
总结:
1.高并发读写操作
普通关系型数据库，很难满足高并发读写的要求，上万次读写的需求
2.海量数据存储
上亿用户产生大量数据，包括用户数据，访问日志，用户提供内容，用户状态记录等，这种海量数据的存储，关系型数据库已经很难满足，尤其是从海量数据中提取和汇总数据成为瓶颈
3.高可用性和高扩展性
关系型数据库也能支持，同步复制，水平分区扩展，但维护工作相当繁杂，并很难做到热扩展
4.内存操作(快速), 并发量高(非阻塞进程), 硬盘回写(数据完整和高效的平衡),备份和恢复
复制(高可用性，和连续服务), 分片(热扩展，海量数据) 操作简单(JSON)，负载均衡，
分布式部署(局域网，和物理部分), 事务支持
2. 主流的NOSQL介绍
数据库类型 | mongodb和mysql结合开发语言 | 特性 | 应用场景 |
CouchDB | Erlang | 特点：DB一致性，易于使用 使用许可： Apache 协议： HTTP/REST 双向数据复制 持续进行或临时处理 处理时带冲突检查 因此，采用的是master-master复制(见编注2) MVCC - 写操作不阻塞读操作 可保存文件之前的版本 Crash-only(可靠的)设计 需要不时地进行数据压缩 视图：嵌入式 映射/减少 格式化视图：列表显示 支持进行服务器端文档验证 支持认证 根据变化实时更新 支持附件处理 因此，CouchApps(独立的 js应用程序) 需要 jQuery程序库 | 适用于数据变化较少，执行预定义查询，进行数据统计的应用程序。适用于需要提供数据版本支持的应用程序。 如CMS系统，数据统计汇总 |
Redis | C | 特点：运行异常快 使用许可： BSD 协议：类 Telnet 1.读写操作异常快 2.较复杂的数据格式 sets, 链表，hash 3.事务支持 4.消息订阅 pub/sub 5.主从同步复制 6.硬盘回写 7.第三方sharding支持 | 适用于数据变化快且数据库大小可遇见(适合内存容量)的应用程序 股票价格、数据分析、实时数据搜集、实时通讯 配置下发，全局实时数据 |
Mongodb | C++ | 特点：保留了SQL一些友好的特性(查询，索引)。 使用许可： AGPL(发起者： Apache) 协议： Custom, binary( BSON) 1.支持javascript表达式 2.硬盘回写 3.主从复制和集功能 4.内建分片机制 5.较快读写性能 6.大格式数据支持 7．空数据库大约占 192Mb 8. 事务支持 | 1．大数据量查询和汇总 2．分布式部署，和水平扩展 数据统计汇总 业务数据库，替代Mysql |
Neo4j | Java | 特点：基于关系的图形数据库 使用许可： GPL，其中一些特性使用 AGPL/商业许可 协议： HTTP/REST(或嵌入在 Java中) 1．可独立使用或嵌入到 Java应用程序 2．图形的节点和边都可以带有元数据 3．很好的自带web管理功能 4．使用多种算法支持路径搜索 5．使用键值和关系进行索引 6．支持事务(用 Java api) 7．使用 Gremlin图形遍历语言 8．支持 Groovy脚本 9．支持在线备份，高级监控及高可靠性支持使用 | 适用于图形一类数据。这是 Neo4j与其他nosql数据库的最显著区别 例如：社会关系，公共交通网络，地图及网络拓谱 |
HBase | Java | 特点：支持数十亿行X上百万列 使用许可： Apache 协议：HTTP/REST (支持 Thrift，见编注4) 1.采用分布式架构 Map/reduce 2.对实时查询进行优化 3.高性能 Thrift网关 4.通过在server端扫描及过滤实现对查询操作预判 5.支持 XML, Protobuf, 和binary的HTTP 6.对配置改变和较小的升级都会重新回滚 7.不会出现单点故障 | 适用于偏好BigTable:)并且需要对大数据进行随机、实时访问的场合 报表，数据挖掘 |
Memcache | C | 1．快速 2．简单 3．分布式支持和热扩展 | KV数据库 数据库辅助缓存 |
3．Mongodb概述
3.1．Mongodb 内部文件和内存管理
●结构: Database,Collection,Document
逻辑关系对比 | |
Mongodb | Mysql |
Db(数据库) | Database(数据库) |
Collection(集合) | Table(表) |
Document(文档) | Row(行) |
Field(列) | Col(字段) |
●每个数据库都有相应的数据库文件
示例: 新建了两个数据库(test,test1)，并在两个collection(user1,user2)分别插入记录
显示相关数据
[root@localhost db]# ls -l
-rwxr-xr-x 1 root root 5 12-23 17:07 mongod.lock
-rw------- 1 root root 16777216 12-23 17:08 test.0
-rw------- 1 root root 33554432 12-23 17:08 test.1
-rw------- 1 root root 16777216 12-23 17:08 test1.0
-rw------- 1 root root 33554432 12-23 17:08 test1.1
-rw------- 1 root root 16777216 12-23 17:08 test1.ns
-rw------- 1 root root 16777216 12-23 17:08 test.ns
drwxr-xr-x 2 root root 4096 12-23 17:08 _tmp
分别按两倍递增，16M,32M,64M,128M…..2G，最大为2G,所以mongodb单服务器和数据库最大存储上限为2G
●内存管理方式
1．Mongod启动时，会载入相应文件到物理内存，并把内存管理交给系统，内存使用和结构如下所示，如果数据量很大，mongod启动的速度会较慢
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