MongoDB 文档数据库入门与实践

什么是 MongoDB？

MongoDB 是 NoSQL 文档数据库，使用 BSON 格式存储数据，适合灵活 schema 场景。

核心概念

• 文档（Document）：类似 JSON 的记录
• 集合（Collection）：文档的容器，类似表
• 数据库（Database）：集合的容器

基本操作

插入文档

db.users.insertOne({
  name: "张三",
  age: 25,
  email: "zhangsan@example.com",
  tags: ["developer", "python"]
});

db.users.insertMany([
  { name: "李四", age: 30 },
  { name: "王五", age: 28 }
]);

查询文档

// 简单查询
db.users.find({ age: 25 });

// 条件查询
db.users.find({ age: { $gte: 25, $lte: 30 } });

// 数组查询
db.users.find({ tags: "python" });

// 正则查询
db.users.find({ name: { $regex: /^张/ } });

更新文档

// 更新单个
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $set: { age: 26 } }
);

// 更新多个
db.users.updateMany(
  { age: { $lt: 30 } },
  { $set: { status: "active" } }
);

// 数组操作
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $push: { tags: "mongodb" } }
);

删除文档

db.users.deleteOne({ name: "张三" });
db.users.deleteMany({ status: "inactive" });

索引优化

// 创建索引
db.users.createIndex({ email: 1 }, { unique: true });
db.users.createIndex({ name: 1, age: -1 });

// 查看索引
db.users.getIndexes();

// 删除索引
db.users.dropIndex("email_1");

聚合管道

db.orders.aggregate([
  { $match: { status: "completed" } },
  { $group: {
      _id: "$customer_id",
      total: { $sum: "$amount" },
      count: { $sum: 1 }
  }},
  { $sort: { total: -1 } },
  { $limit: 10 }
]);

常用聚合操作符

• $match：过滤
• $group：分组
• $project：投影
• $sort：排序
• $limit：限制
• $lookup：关联查询
• $unwind：数组展开

复制与分片

副本集

# 启动副本集
mongod --replSet rs0

# 初始化
rs.initiate({
  _id: "rs0",
  members: [
    { _id: 0, host: "node1:27017" },
    { _id: 1, host: "node2:27017" },
    { _id: 2, host: "node3:27017" }
  ]
});

分片集群

适合超大数据集，水平扩展

适用场景

✅ 适合：

• 内容管理系统
• 用户画像
• 日志存储
• 物联网数据

❌ 不适合：

• 复杂事务
• 多表关联
• 强一致性要求

MongoDB 的灵活 schema 和强大查询能力，使其成为 NoSQL 的首选！