什么是 MongoDB ?
MongoDB 是基于 C++ 开发的 NOSQL 开源文档数据库 ,是最像关系型数据库的 nosql,功能也是最丰富的 nosql,它具有所以的可伸缩性,灵活性,高性能,高扩展性的优势。
大致有如下特性:
- 面向集合文档的存储,存储 Bson (json的扩展)
- 格式自由,数据格式自由,生产环境下面修改数据表结构对程序没有影响
- 查询语句强大,面向对象查询语句,覆盖了 sql 语言的能力
- 完善的索引支持,支持查询计划
- 支持复制和自动故障转移 (这里有点像 redis)
- 支持二进制数据和大型对象文件的高效存储
- 使用分片集群提升系统的扩展性
- 使用内存映射存储引擎,把磁盘的 IO 操作转换成内存的操作
MongoDB简介
MongoDB是一个开源、高性能、无模式的文档型数据库
,它支持的数据结构非常松散,是一种类似于 JSON 的 格式叫BSON
,所以它既可以存储比较复杂的数据类型
,又相当的灵活
。
MongoDB中的记录是一个文档
,它是一个由字段和值对(field:value)组成
的数据结构。MongoDB文档类似于JSON对象,即一个文档认为就是一个对象。字段的数据类型是字符型,它的值除了使用基本的一些类型外,还可以包括其他文档、普通数组和文档数组。
MongoDB特点
MongoDB主要有如下特点:
1. 高性能
MongoDB提供高性能的数据持久性。特别是对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的I/O活动。
索引支持更快的查询,并且可以包含来自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)
mmapv1、wiredtiger、mongorocks(rocksdb)、in-memory 等多引擎支持满足各种场景需求。
Gridfs解决文件存储的需求。
2. 高可用性
MongoDB的复制工具称为副本集(replica set),它可提供自动故障转移和数据冗余。
3. 高可扩展性
MongoDB提供了水平可扩展性作为其核心功能的一部分。
分片将数据分布在一组集群的机器上。(海量数据存储,服务能力水平扩展)
从3.4开始,MongoDB支持基于片键创建数据区域。在一个平衡的集群中,MongoDB将一个区域所覆盖的读写只定向到该区域内的那些片。
4. 丰富的查询支持
MongoDB支持丰富的查询语言,支持读和写操作(CRUD),比如数据聚合、文本搜索和地理空间查询等。
5. 其他特点
无模式(动态模式), 灵活的文档模型
业务应用场景
传统的关系型数据库(如MySQL),在数据操作的“三高”需求以及应对Web2.0的网站需求面前,显得力不从心。
解释:“三高”需求:
- High performance - 对数据库高并发读写的需求。
- Huge Storage - 对海量数据的高效率存储和访问的需求。
- High Scalability && High Availability- 对数据库的高可扩展性和高可用性的需求。
而MongoDB可应对“三高”需求。
具体的应用场景如:
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社交场景,使用 MongoDB 存储存储用户信息,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。
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游戏场景,使用 MongoDB 存储游戏用户信息,用户的装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储,方便查询、高效率存储和访问。
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物流场景,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。
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物联网场景,使用 MongoDB 存储所有接入的智能设备信息,以及设备汇报的日志信息,并对这些信息进行多维度的分析。
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视频直播,使用 MongoDB 存储用户信息、点赞互动信息等。
这些应用场景中,数据操作方面的共同特点是:
- 数据量大
- 写入操作频繁(读写都很频繁)
- 价值较低的数据,对事务性要求不高
对于这样的数据,我们更适合使用MongoDB来实现数据的存储。
什么时候选择MongoDB
在架构选型上,除了上述的三个特点外,如果你还犹豫是否要选择它?可以考虑以下的一些问题:
应用不需要事务及复杂 join 支持
新应用,需求会变,数据模型无法确定,想快速迭代开发
应用需要2000-3000以上的读写QPS(更高也可以)
应用需要TB甚至 PB 级别数据存储
应用发展迅速,需要能快速水平扩展
应用要求存储的数据不丢失
应用需要99.999%高可用
应用需要大量的地理位置查询、文本查询
如果上述有1个符合,可以考虑 MongoDB,2个及以上的符合,选择 MongoDB 绝不会后悔。
思考:如果用MySQL呢?
答:相对MySQL,可以以更低的成本解决问题(包括学习、开发、运维等成本)