MongoDB从入门到实战之MongoDB简介

前言

  相信很多同学对MongoDB这个非关系型数据库都应该挺熟悉的,在一些高性能、动态扩缩容、高可用、海量数据存储、数据价值较低、高扩展的业务场景下MongoDB可能是我们的首选,因为MongoDB通常能让我们以更低的成本解决问题(包括学习、开发、运维等成本)。接下来的一个月博主将会从基础出发,编写一个关于使用MongoDB从入门到实战的相关教程,该项目后端使用的是.NET7、前端页面使用Blazor、使用MongoDB存储数据,更多相关内容大家可以看目录中的MongoDB从入门到实战的相关教程。该系列教程可作为.NET Core入门项目进行学习,感兴趣的小伙伴可以关注博主和我一起学习共同进步。

MongoDB从入门到实战的相关教程

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YyFlight.ToDoList项目源码地址

GitHub地址:GitHub - YSGStudyHards/YyFlight.ToDoList: 【.NET8 MongoDB 待办清单系统】.NET8 MongoDB从入门到实战基础教程,该项目后端使用的是.NET8、前端页面使用Blazor、使用MongoDB存储数据,更多相关内容大家可以看目录中的MongoDB从入门到实战的相关教程。该系列教程可作为.NET Core入门项目进行学习,感兴趣的小伙伴可以关注博主和我一起学习共同进步。

MongoDB是什么?

MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。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Bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。
MongoDB 最大的特点是它支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。并且MongoDB-4.2版本开始已经支持分布式事务功能。

简而言之的话就是:MongoDB是一个文档型的NoSQL数据库,用于构建高并发、高可用和高扩展的互联网应用程序。

什么是Bson格式?

Bson是一种类Json的一种二进制形式的存储格式,简称Binary Json,它和Json一样,支持内嵌的文档对象和数组对象,但是Bson有Json没有的一些数据类型,如Date和BinData类型。

Bson可以做为网络数据交换的一种存储形式,这个有点类似于Google的Protocol Buffer,但是Bson是一种schema-less的存储形式,它的优点是灵活性高,但它的缺点是空间利用率不是很理想,Bson有三个特点:轻量性、可遍历性、高效性,

{“hello":"world"} 这是一个Bson的例子,其中"hello"是key name,它一般是cstring类型,字节表示是cstring::= (byte*) "/x00" ,其中*表示零个或多个byte字节,/x00表示结束符;后面的"world"是value值,它的类型一般是string,double,array,binarydata等类型。

MongoDB的优势

1.高性能

MongoDB提供高性能的数据持久性。对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的IO活动。

索引支持更快的查询,并且包含嵌入式文档和数组的键。

  • 文本索引解决搜索的需求;
  • TTL索引解决历史数据自动过期的需求;
  • 地理位置索引可用于构建各种 O2O 应用;

2.高可用

MongoDB的复制工具称为副本集(reolica set),它包含提供自动故障转移和数据冗余。

3.海量数据存储

内置GridFS,支持海量存储。

4.丰富的查询支持

MongoDB支持丰富的查询语言,支持读写(CRUD)操作、比如数据聚合、文本搜索、地理空间查询等。

5.支持多种编程语言

MongoDB支持多种流行编程语言如C,C++,C# / .NET,Erlang,Haskell,Java,PHP,Python,Go等多种语言。

6、其他特点

如可拓展性强模式自由、动态模式、灵活的文档模型等。

MongoDB的劣势

  • 单机可靠性比较差。
  • 在集群分片中的数据分布不均匀。
  • 磁盘空间占用比较大。
  • 大数据量持续插入,写入性能有较大波动。

MongoDB业务应用场景

四高场景应对:

传统的关系型数据库(如MySQL,MS SQL Server),在数据操作的四高需求以及应对Web2.0的网站需求面前显得力不从心,而MongoDB可更好的应对四高需求:

  • High performance(高性能):对数据库高并发读写的需求。
  • Huge Storage(海量存储):对海量数据的高效率存储和访问的需求。
  • High Scalability && High Availability(高可扩展性和高可用性):对数据库的高可扩展性和高可用性的需求。

具体应用场景:

  • 游戏应用:使用MongoDB作为游戏服务器的数据库存储用户信息。用户的游戏装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储,方便进行查询与更新。
  • 物流应用:使用MongoDB存储订单信息,订单状态在运送过程中会不断更新,以MongoDB内嵌数组的形式来存储,一次查询就能将订单所有的变更读取出来,方便快捷且一目了然。
  • 社交应用:使用MongoDB存储用户信息以及用户发表的朋友圈信息,通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能。并且MongoDB非常适合用来存储聊天记录,因为它提供了非常丰富的查询,并在写入和读取方面都相对较快。
  • 视频直播:使用MongoDB存储用户信息、礼物信息等。
  • 大数据应用:使用MongoDB作为大数据的云存储系统,随时进行数据提取分析,掌握行业动态。

这些应用场景中,数据操作方面的共同特点是:

对于下面的这些数据,我们更适合使用 MongoDB来实现数据的存储:

  • 数据量大。
  • 读写操作频繁。
  • 价值较低的数据,对事务性要求不高。

MongoDB语言支持

MongoDB有官方的驱动如下:

  • C
  • C++
  • C# / .NET
  • Go
  • Erlang
  • Haskell
  • Java
  • JavaScript
  • Lisp
  • node.JS
  • Perl
  • PHP
  • Python
  • Ruby
  • Scala

MongoDB发展史

  • MongoDB 最初由一个名为 10gen 的组织在 2007 年开发的,并在 2009 年 2 月发布了 MongoDB 1.0 版本,其中提供了大部分基本的查询功能。
  • 2009 年 12 月发布了 MongoDB 1.2 版本,其中引入了 map-reduce(一种编程模型,用于大规模数据集(大于 1TB)的并行运算),让 MongoDB 拥有了支持大规模数据处理的能力。
  • 2010 年 3 月发布了 MongoDB 1.4 版本,该版本中引入了创建后台索引的功能。
  • 2010 年 8 月发布了 MongoDB 1.6 版本,该版本种引入了一些主要特性,比如用于水平伸缩的分片、具备自动故障转移能力的副本集以及对 IPv6 的支持。
  • 2012 年 8 月发布了 MongoDB 2.2 版本,该版本引入了聚合管道功能,可以将多个数据处理步骤组合成一个操作链。
  • 2013 年 3 月发布了 MongoDB 2.4 版本,并在 Mongo Shell(一个与 MongoDB 交互的组件)中引入了文本搜索和谷歌的 V8 JS 引擎等增强功能。另外,还发布了 MongoDB 的企业版,企业版中另外提供了监控和安全集成等附加功能。
  • 2015 年 3 月发布了 MongoDB 3.0 版本,该版本中引入了新的 WiredTiger 存储引擎、可插拔存储引擎 API 并增加了 50 个副本集限制和安全改进。同年晚些时候又发布了 MongoDB 3.2 版本,该版本增加了文档验证、部分索引的功能。
  • 2017 年 11 月发布了 MongoDB 3.6 版本,该版本为多集合连接查询、变更流和使用 JSON 模式进行文档验证提供了更好的支持。MongoDB 3.6 是微软 Azure CosmosDB(截止到 2020 年 8 月)能够支持的最新版本。
  • 2018 年 6 月发布了 MongoDB 4.0 版本,该版本提供了跨文档处理事务的能力。
  • 2019 年 8 月发布了 MongoDB 4.2 版本,该版本中引入分布式事务处理的能力。

参考文章

Start Developing with MongoDB — MongoDB Drivers

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