c 网站开发程序员,网页制作流程分为哪几个步骤,青岛微信网站制作,怎样写精品课程网站建设一、MongoDB 基础概念
1. 什么是 MongoDB
MongoDB 是一个文档型数据库#xff0c;数据以类似 JSON 的文档形式存储#xff0c;使用 BSON 格式。设计理念是应对大数据量1、高性能和灵活性需求。数据组织方式#xff1a;数据库→2集合→文档#xff0c;其中集合类似于关系型…一、MongoDB 基础概念
1. 什么是 MongoDB
MongoDB 是一个文档型数据库数据以类似 JSON 的文档形式存储使用 BSON 格式。设计理念是应对大数据量1、高性能和灵活性需求。数据组织方式数据库→2集合→文档其中集合类似于关系型数据库的表文档类似于行。
2. 主要特点
3456- 文档导向存储以 JSON-like 格式存储数据结构灵活。 索引优化查询7可对任意属性创建索引提升查询效率。*数据镜像与扩展性8*通过副本集实现数据冗余和高可用。水平扩展与分片9利用分片技术将数据分布到多个节点。强大的查询语言10支持复杂查询表达式包括内嵌对象和数组查询。灵活的数据更新11使用 update () 命令可替换整个文档或更新指定字段。MapReduce1213批量处理用于大规模数据处理和聚合操作Map 和 Reduce 函数用 JavaScript 编写。GridFS 大文件1415存储存储和检索大于 BSON 文档大小限制的文件。多语言支持支16持 RUBY、PYTHON、JAVA 等多种编程语言。
3. 核心概念对3比
SQL 术语 / 概念MongoDB 术语 / 概念解释 / 说明databasedatabase数据库tablecollection数据库表 / 集合rowdocument数据记录行 / 文档columnfield数据字段 / 域indexindex索引primary keyprimary key主键MongoDB 自动将_id 字段设置为主键table joins-表连接MongoDB 不支持
二、MongoDB 安装与启动
1. 安装前准备
安装 Linux 平台依赖包dnf install libcurl openssl -y。下载 MongoDB 安装17包并解压tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel8-8.0.8.tgz。将解压包拷贝到指定目录18mv mongodb-linux-x86_64-rhel88-8.0.8 /usr/local/mongodb。
2. 配置环境变19量
将 MongoDB 可执行文件添加到 PATH 路径
echo export PATH/usr/local/mongodb/bin:$PATH /etc/profile
source /etc/profile3. 创建数据库目20录
数据存储目录/var/lib/mongodb。日志文件目录/va{insert\_element\_16\_}r/log/mongodb。创建目录并设置权限 22bash mkdir -p /var/lib/mongo mkdir -p /var/log/mongodb chown whoami /var/lib/mongo chown whoami /var/log/mongodb
### 4. 编译安装Op{insert\_element\_18\_}enSSL11
- 安装编译工具dnf install -y gcc make perl。
- 配置、编译和安装Ope{insert\_element\_19\_}nSSL
bash
tar xzf openssl-1.1.w.tar.gz
cd openssl-1.1.1w
./config -prefix/opt/openssl11 --openssldir/opt/openssl/ssl
make -j$(nproc)
make install5. 设置 Open24SSL11 环境变量
echo export LD_LIBRARY_PATH/opt/openssl11/lib:$LD_LIBRARY_PATH | sudo tee /etc/profile.d/openssl11.sh
source /etc/profile.d/openssl11.sh6. 启动 Mong25oDB 服务
mongod --dbpath /var/lib/mongo --logpath /var/log/mongodb/mongod.log --fork启动成功后会显示子进程启动信26息。
三、MongoDB27 Shell 使用
1. 安装 MongoDB Shell
解压安装包并复制 mongosh 二进制文件到 PATH 目录
tar xzf mongosh-2.5.0-linux-x64-openssl3.tgz
cd mongosh-2.5.0-linux-x64-openssl3/bin
cp mongosh /usr/local/bin/
cp mongosh_crypt_v1.so /usr/local/lib/2. 连接 Mong28oDB 服务器
基本连接命令mongosh --host hostname --port port。默认连接本地服务器{insert\_element\_25\_}mongosh成功连接后会显示 MongoDB 和 mongosh 版本信息。
四、数据库管理、 1. 查看数据库 查看所有数据库show dbs。查看当前使用的数据库31db。
2. 创建数据库32
使用use DATABASE_NAME命令若数据库不存在则自动创建。示例
use runoob
switched to db runoob3. 删除数据库
34- 使用db.dropDatabase()方法。 示例
use myDatabase
db.dropDatabase()4. 默认与系统数36据库
默认数据库test未指定数据库时数据默认存储在此。系统内置数据库37 admin存储用户身份信息和全局权限。config分片38集群中存储分片元数据。local存储当39前节点的副本集状态和操作日志。
五、集合管理 1. 查看集合 使用show collections或show tables命令。
2. 创建集合
41- 使用db.createCollection(name, options)方法。 示例创建固定大小集合
db.createCollection(myComplexCollection, {capped: true,size: 10485760,max: 5000,validator: {$jsonSchema: {required: [name, email],bsonType: object,properties: {name: { bsonType: string },email: { bsonType: string, pattern: .. }}}},validationLevel: strict,storageEngine: { wiredTiger: { configString: block_compressorzstd } }
})3. 重命名集合
43- 使用db.adminCommand({ renameCollection: sourceDb.sourceCollection, to: targetDb.targetCollection })。
4. 删除集合
44- 使用db.collection.drop()方法。
六、文档操作 1. 插入文档 insertOne()插入单个文档。 javascri{insert_element_42_}pt db.myCollection.insertOne({ name: Alice, age: 25, city: New York })insertMany()插入多个文档。 javascri{insert_element_43_}pt db.myCollection.insertMany([{ name: Bob, age: 30, city: Los Angeles },{ name: Charlie, age: 35, city: Chicago }
])2. 查询文档
find()查找多个文档。 查找所有db.{insert\_element\_44\_}myCollection.find()。按条件查找db.myCollection.find({ age: { $gt: 25 } })。 findOne()49查找单个文档。 db.myCollection.findOne({ name: Alice })3. 删除文档
deleteOne()删除单个匹配文档。 db.myCollection.deleteOne({ name: Alice })deleteMany()删除所有匹配文档。 db.myCollection.deleteMany({ name: Bob })4. 更新文档
updateOne()更新单个匹配文档。 db.myCollection.updateOne({ name: Alice }, { $set: { age: 26 } })updateMany()更新所有匹配文档。 db.myCollection.updateMany({ age: { $lt: 30 } }, { $set: { status: active } })replaceOne()替换单个匹配文档。 db.myCollection.replaceOne({ name: Bob }, { name: Bob, age: 31 })七、MongoDB 备份与恢复
1. 安装备份与恢复工具
rpm -ivh mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.12.0.rpm2. 数据备份m56ongodump
基本命令mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory。示例备份所有数据到当57前目录下的 dump 目录
mongodump3. 数据恢复m58ongorestore
基本命令mongorestore -h hostname:port -d dbname path。示例从默认 dump 目59录恢复数据
mongorestore八、用户管理
1. 创建用户
db.createUser({user: testuser,pwd: password123,roles: [{ role: readWrite, db: database_name },{ role: dbAdmin, db: database_name }]
})2. 验证用户
### 3. 启用身份验证{insert\_element\_58\_}
- 编辑配置文件mongod.conf添加
yaml
security:authorization: enabled或在启动命令中添加--{insert\_element\_59\_}auth参数。
4. 使用用户登录
mongosh --host hostname --port port -u testuser -p password123 --authenticationDatabase database_name5. 删除用户
{insert\_element\_62\_}九、索引管理
1. 索引基础
索引作用优化查询性能基于集合字段创建数据结构。创建索引d{insert\_element\_0\_}b.collection.createIndex( { field: 1 }, { options } )1 为升序-1 为降序。唯一索引db.users.createIndex( { email: 1 }, { unique: true } )确保字段值唯一。
2. 复合索引
基于多个字段创建索引语法db.collection.createIndex( { field1: 1, field2: -1 } )。注意查询条件需包含索引前缀字段才能有效利用复合索引。
3. 索引查看与删除
查看所有索引db.collection.getIndexes()。删除指定索引db.collection.dropIndex( indexName )。删除所有索引db.collection.dropIndexes()。
4. 地理空间索引
用于地理位置相关查询创建 2dsphere 索引db.places.createIndex( { location: 2dsphere } )。查询示例查找半径 5 公里内的地点
db.places.find( {location: {$near: {$geometry: { type: Point, coordinates: [116.4074, 39.9042] },$maxDistance: 5000}}
} )十、聚合框架Aggregation Framework
1. 聚合管道概念
通过多个阶段stage处理数据每个阶段对文档进行转换。常见阶段、group、、sort、$limit 等。
2. 基本聚合操作
$match过滤文档类似 find 的查询条件 db.sales.aggregate( [ { $match: { category: electronics, price: { $gt: 100 } } } ] )$group分组聚合_id 指定分组字段可使用聚合表达式 db.sales.aggregate( [{ $group: { _id: $category, totalSales: { $sum: $price } } }
] )$project投影字段控制输出内容 db.sales.aggregate( [{ $project: { product: 1, price: 1, discount: { $multiply: [ $price, 0.8 ] } } }
] )3. 高级聚合操作
$lookup左关联查询类似 SQL 的 LEFT JOIN db.orders.aggregate( [{$lookup: {from: customers,localField: customerId,foreignField: _id,as: customerInfo}}
] )$unwind展开数组字段将每个数组元素转为独立文档 db.products.aggregate( [ { $unwind: $tags } ] )4. 聚合表达式
数学表达式、avg、、max。条件表达式、ifNull、$switch。字符串表达式、substr、$toUpper。
十一、分片集群Sharding
1. 分片架构组件
分片节点Shard存储实际数据可由副本集组成。配置服务器Config Server存储分片元数据如数据分布信息。路由节点MongoS客户端连接入口负责转发请求到对应分片。
2. 分片部署步骤
启动配置服务器mongod --configsvr --dbpath /data/config --port 27019。启动分片节点副本集 mongod --shardsvr --dbpath /data/shard1 --port 27017 --replSet rs1
mongod --shardsvr --dbpath /data/shard2 --port 27018 --replSet rs1初始化副本集rs.initiate()。启动路由节点mongos --configdb configServerHost:27019。将分片添加到集群sh.addShard( rs1/host1:27017,host2:27018 )。启用分片sh.enableSharding( databaseName )。设置分片键sh.shardCollection( databaseName.collectionName, { shardKey: 1 } )。
3. 分片键选择
范围分片键如时间字段数据按范围分布适合时序数据。哈希分片键如用户 ID 的哈希值数据均匀分布适合高并发写入。复合分片键如 {region: 1, date: 1}结合范围和哈希优势。
十二、副本集Replica Set
1. 副本集架构
主节点Primary处理所有写入操作同步数据到从节点。从节点Secondary复制主节点数据处理读请求。仲裁节点Arbiter不存储数据仅参与选举决策。
2. 副本集初始化
// 连接到主节点
mongosh --port 27017
// 定义副本集配置
config {_id: rs0,members: [{ _id: 0, host: server1:27017 },{ _id: 1, host: server2:27017 },{ _id: 2, host: server3:27017, arbiterOnly: true }]
}
// 初始化副本集
rs.initiate( config )3. 故障转移与读偏好
自动故障转移主节点故障时从节点通过选举产生新主节点。读偏好Read Preference primary只从主节点读取默认。primaryPreferred优先从主节点读取不可用时从从节点。secondary只从从节点读取。secondaryPreferred优先从从节点读取不可用时从主节点。nearest从最近的节点读取。
十三、事务管理
1. 事务特性
ACID 特性MongoDB 4.0 支持分布式事务确保原子性、一致性、隔离性、持久性。多文档事务跨文档、跨集合、跨数据库的操作作为原子单元。
2. 事务使用示例
// 开始事务
const session db.getMongo().startSession();
try {session.startTransaction();// 操作1更新账户A余额db.accounts.updateOne({ _id: A },{ $inc: { balance: -100 } },{ session });// 操作2更新账户B余额db.accounts.updateOne({ _id: B },{ $inc: { balance: 100 } },{ session });// 提交事务await session.commitTransaction();console.log(转账成功);
} catch (error) {// 回滚事务await session.abortTransaction();console.error(转账失败:, error);
} finally {session.endSession();
}3. 事务注意事项
事务超时时间默认 60 秒可通过maxTransactionTimeMS参数调整。分片集群中事务需使用 MongoDB 4.2且配置服务器为副本集。避免长事务减少锁竞争。
十四、存储引擎
1. WiredTiger默认
特点支持文档级锁、压缩、加密性能均衡适合大多数场景。压缩算法 zlib压缩率高CPU 消耗大。snappy压缩率低速度快。zstd平衡压缩率和速度默认。 配置示例在 mongod.conf 中设置storage.wiredTiger.engineConfig.compressor zstd。
2. MMAPv1旧版
特点使用文件映射内存支持表级锁不推荐新部署。适用场景遗留系统兼容或需要特定功能如稀疏集合。
3. In-Memory
特点数据全部存储在内存适合对响应时间要求极高的场景。注意重启后数据丢失需搭配持久化存储。
十五、监控与性能调优
1. 内置监控命令
查看服务器状态db.serverStatus()获取内存、CPU、IO 等指标。查看当前操作db.currentOp()查看正在执行的命令。慢查询日志启用慢查询日志默认超过 100ms bash mongod --slowms 50 --logpath /var/log/mongodb/mongod.log2. 性能调优策略
索引优化为频繁查询的字段创建索引避免全表扫描。批量操作使用 insertMany、bulkWrite 替代单条插入减少网络开销。连接池优化调整驱动程序的连接池大小默认值通常足够。内存配置WiredTiger 存储引擎建议将 50% 物理内存分配给缓存。磁盘 IO使用 SSD 存储数据避免频繁写入导致磁盘瓶颈。
3. 监控工具
MongoDB Compass图形化工具查看性能指标和查询分析。MongoDB Atlas云服务自带监控仪表盘。Prometheus Grafana通过 MongoDB Exporter 采集指标并可视化。
十六、应用场景
1. 内容管理系统
灵活的数据结构适合存储博客、文章等内容支持动态字段扩展。案例WordPress 插件、新闻门户网站。
2. 实时数据分析
聚合框架和 MapReduce 支持快速处理海量数据如用户行为分析。案例电商平台商品浏览统计、广告点击分析。
3. 物联网IoT数据存储
分片集群支持海量设备数据存储时间序列数据查询优化。案例智能家居设备日志、工业传感器数据采集。
4. 社交网络应用
文档模型适合存储用户关系、动态等复杂结构支持高并发读写。案例社交平台消息系统、用户资料管理。
5. 移动应用后端
多语言驱动和云服务MongoDB Atlas简化移动应用开发。案例移动游戏进度存储、社交 APP 用户数据。
十七、最佳实践
1. 数据模型设计
嵌入 vs 引用 多对一关系嵌入子文档如用户包含地址。多对多关系使用引用 索引如用户与角色关联。 避免过度规范化适当冗余字段减少查询关联。
2. 安全配置
启用身份验证分配最小权限角色。禁止公网直接访问 MongoDB 服务使用 VPN 或防火墙限制。启用 TLS/SSL 加密通信mongod --ssl --sslCertificateKeyFile cert.pem。
3. 备份与恢复策略
定期全量备份如每天 增量备份如每小时。测试备份恢复流程确保数据可恢复。异地灾备防止物理故障导致数据丢失。
4. 版本升级
先在测试环境验证新版本兼容性尤其注意废弃功能。MongoDB 4.4 支持滚动升级减少服务中断时间。升级前备份数据准备回滚方案。
十八、常见问题与解决方案
1. 性能问题排查
慢查询分析使用db.currentOp()和慢查询日志定位问题查询。索引缺失检查查询是否使用索引explain()分析执行计划。锁竞争查看db.serverStatus().locks优化写入频率或分片。
2. 磁盘空间问题
WiredTiger 预分配使用db.repairDatabase()回收未使用空间。删除过期数据定期删除不再需要的历史数据或使用 TTL 索引。分片扩容当单个分片数据量过大时添加新分片并重新平衡数据。
3. 副本集异常
选举失败确保多数节点可用如 3 节点副本集至少 2 节点在线。数据不一致使用rs.syncFrom(primaryHost)手动同步数据。仲裁节点配置奇数个节点或添加仲裁节点避免脑裂。
4. 事务相关问题
事务超时优化事务内操作减少执行时间或增加maxTransactionTimeMS。并发冲突使用乐观锁如版本号字段或调整隔离级别。
