通过这个教程，我们将学习如下内容：-
- 什么是MongoDB？
- MongoDB功能
- MongoDB示例演示
- MongoDB架构的关键组件
- 为什么要使用MongoDB
- MongoDB中的数据建模
- MongoDB和RDBMS之间的区别
# 什么是MongoDB？
MongoDB是面向文档的NoSQL数据库，用于大量数据存储。MongoDB是一个在2000年代中期问世的数据库。属于NoSQL数据库的类别。
# MongoDB功能
1. 每个数据库都包含集合，而集合又包含文档。每个文档可以具有不同数量的字段。每个文档的大小和内容可以互不相同。
- 文档结构更符合开发人员如何使用各自的编程语言构造其类和对象。开发人员经常会说他们的类不是行和列，而是具有键值对的清晰结构。
- 从NoSQL数据库的简介中可以看出，行（或在MongoDB中调用的文档）不需要预先定义架构。相反，可以动态创建字段。
- MongoDB中可用的数据模型使我们可以更轻松地表示层次结构关系，存储数组和其他更复杂的结构。
- 可伸缩性– MongoDB环境具有很高的可伸缩性。全球各地的公司已经定义了自己的集群，其中一些集群运行着100多个节点，数据库中包含大约数百万个文档.
# MongoDB示例
以下示例展示在MongoDB中如何建立文档模型。
- _id字段由MongoDB添加，以唯一标识集合中的文档。
- 请注意，RDBMS中的订单数据（OrderID，Product和Quantity）通常将存储在单独的表中，而在MongoDB中，这些数据实际上是作为嵌入式文档存储在集合本身中的。这是MongoDB中数据建模方式的主要差异之一。
MongoDB架构的关键组件
下面是MongoDB中使用的一些常用术语
- _id –这是每个MongoDB文档中必填的字段。_id字段表示MongoDB文档中的唯一值。_id字段类似于文档的主键。如果创建的新文档中没有_id字段，MongoDB将自动创建该字段。因此，例如，如果我们看到上述客户表的示例，Mongo DB将为集合中的每个文档添加24位唯一标识符。
- 集合 –这是MongoDB文档的分组。集合等效于在任何其他RDMS（例如Oracle或MS SQL）中创建的表。集合存在于单个数据库中。从介绍中可以看出，集合不强制执行任何结构。
- 游标 –这是指向查询结果集的指针。客户可以遍历游标以检索结果。
- 数据库 –这是像RDMS中那样的集合容器，其中是表的容器。每个数据库在文件系统上都有其自己的文件集。MongoDB服务器可以存储多个数据库。
- 文档 -MongoDB集合中的记录基本上称为文档。文档包含字段名称和值。
- 字段 -文档中的名称/值对。一个文档具有零个或多个字段。字段类似于关系数据库中的列。
下图显示了带有键值对的字段的示例。如下的例子中，CustomerID和11是文档中定义的键值对之一。
JSON –JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式。这是一种可读行高易于解析的纯文本格式，用于表达结构化数据。目前，许多编程语言都支持JSON。
简要说明一下_id字段和常规collection字段之间的主要区别。_id字段用于唯一标识集合中的文档，MongoDB在创建集合时会自动添加_id字段。
为什么要使用MongoDB？
以下是一些为什么应该开始使用MongoDB的原因
- 面向文档的–由于MongoDB是NoSQL类型的数据库，它不是以关系类型的格式存储数据，而是将数据存储在文档中。这使得MongoDB非常灵活，可以适应实际的业务环境和需求。
- 临时查询-MongoDB支持按字段，范围查询和正则表达式搜索。可以查询返回文档中的特定字段。
- 索引-可以创建索引以提高MongoDB中的搜索性能。MongoDB文档中的任何字段都可以建立索引。
- 复制-MongoDB可以提供副本集的高可用性。副本集由两个或多个mongo数据库实例组成。每个副本集成员可以随时充当主副本或辅助副本的角色。主副本是与客户端交互并执行所有读/写操作的主服务器。辅助副本使用内置复制维护主数据的副本。当主副本发生故障时，副本集将自动切换到辅助副本，然后它将成为主服务器。
- 负载平衡-MongoDB使用分片的概念，通过在多个MongoDB实例之间拆分数据来水平扩展。MongoDB可以在多台服务器上运行，以平衡负载或复制数据，以便在硬件出现故障时保持系统正常运行。
MongoDB中的数据建模
从“简介”部分可以看出，MongoDB中的数据具有灵活的架构。与SQL数据库不同，在SQL数据库中必须在插入数据之前声明表的架构，而MongoDB的集合不会强制执行文档结构。这种灵活性使MongoDB如此强大。
在Mongo中对数据建模时，请记住以下几点
- 应用程序的需求是什么–查看应用程序的业务需求，并查看应用程序所需的数据和数据类型。基于此，确保相应地确定文档的结构。
- 什么是数据检索模式–如果我们可能使用大量查询操作，则可以考虑在数据模型中使用索引来提高查询效率。
- 数据库中是否频繁发生插入，更新和删除操作–如果数据建模设计需要重新考虑使用索引或合并分片，以提高整体MongoDB环境的效率。
MongoDB和RDBMS之间的区别
下面是MongoDB和RDBMS之间的一些关键术语差异
除了常见术语的差异，还包括其他一些差异：
- 关系数据库以强制执行数据完整性而闻名。这不是MongoDB中的明确要求。
- RDBMS要求首先对数据进行规范化，以便它可以防止孤立记录和重复数据的规范化，然后又需要更多表，这将导致更多表关联，从而需要更多键和索引。
随着数据库的增长，性能可能开始成为问题。同样，这不是MongoDB中的明确要求。MongoDB灵活，不需要先对数据进行规范化。