第1章：MongoDB基础

1.1 NoSQL与MongoDB简介

1.1.1 NoSQL数据库发展历程

• 传统关系型数据库的局限性
• Web 2.0时代的数据存储需求
• NoSQL数据库的兴起
• MySQL与MongoDB的比较
  • 优点：
    • 高性能
    • 可扩展
    • 灵活的文档模型
  • 缺点：
    • 无事务支持
    • 无join支持
    • 数据一致性问题
  • 实时web应用
  • 分布式数据存储
  • 大数据分析
  • 数据采集与分析

1.1.2 文档型数据库概念

• 文档的灵活性
• 无模式设计
• JSON/BSON数据格式

1.1.3 MongoDB的特点与优势

1. 灵活的文档模型

// 动态模式示例
db.users.insertMany([{name: "张三",age: 30,contacts: {email: "zhangsan@example.com",phone: "13800138000"}},{name: "李四",age: 25,hobbies: ["篮球", "编程"]}
])

2. 高性能

• 索引支持
• 内存映射存储引擎
• 横向扩展能力

3. 丰富的查询语言

// 复杂查询示例
db.products.find({$and: [{price: {$gte: 100, $lte: 500}},{category: "电子产品"},{stock: {$gt: 0}}]
})

1.1.4 应用场景分析

• 实时分析系统
• 内容管理
• 物联网数据存储
• 移动应用后端
• 日志存储

1.2 安装与配置

1.2.1 多平台安装

# Ubuntu安装
wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-5.0.asc | sudo apt-key add -
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu focal/mongodb-org/5.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-5.0.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb-org# MacOS安装
brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community# Windows安装
# 下载官方安装包，配置环境变量

1.2.2 配置文件详解

# mongodb.conf 配置示例
systemLog:destination: filepath: /var/log/mongodb/mongod.loglogAppend: truestorage:dbPath: /var/lib/mongodbjournal:enabled: truenet:port: 27017bindIp: 0.0.0.0security:authorization: enabled

1.3 基本概念

1.3.1 数据模型

1. 数据库（Database）
2. 集合（Collection）
3. 文档（Document）
4. 字段（Field）
5. ObjectId

// 数据模型示例
{_id: ObjectId("5f8d3a1c9d3b2a1b1c9d3b2a"),  // 唯一标识符name: "产品名称",price: 99.99,tags: ["电子", "数码"],specs: {color: "black",size: "large"}
}

1.3.2 ObjectId详解

// ObjectId生成机制
let id = ObjectId()
id.getTimestamp()  // 获取创建时间
id.str  // 字符串表示

实践练习

1. 安装MongoDB
2. 配置基本连接
3. 创建第一个数据库
4. 插入不同结构的文档
5. 体验动态模式的灵活性

学习总结

• 理解NoSQL与文档型数据库概念
• 掌握MongoDB安装与基本配置
• 了解数据模型的灵活性
• 认识MongoDB的应用场景
• 初步体验文档存储的优势