【Mongodb专题】之数据库&文档操作

1. 数据库

1.1 创建数据库

MongoDB默认的数据库为test，如果没有创建新的数据库，集合将存放在test数据库中。

当通过shell连接MongoDB实例是，如果没有使用use 命令切换到其他数据库，则会默认使test数据库

首次向MongoDB中插入数据时，如果数据库不存在，MongoDB会自动创建它，只需要选择一个数据库名称，并开始向其插入文档即可

use databaseName #如果xiaoyuge数据库不存在，则会创建一个xiaoyuge数据库
db    #显式当前数据库名称
show dbs  #显示所有数据库，如果是刚创建的则不会显示，需要插入文档后才会显示
db.xiaoyuge.insertOne({"age","18"}) #插入文档

数据库的创建是自动的，不需要显式的创建，除非需要在创建是指定特定的配置选项，只有在数据库至少有一个集合时，数据库才会在show dbs中输出显示

1.2 删除数据库

如果需要删除数据库，可以使用db.dropDatabase()方法

2. 集合

2.1 创建集合

语法格式：db.createCollection(name, options)

• name： 要创建的集合名称

• options：可选参数，指定内存大小以及索引的选项

options可以是如下参数：

参数名	类型	描述	示例值
capped	布尔值	是否创建一个固定大小的集合	true
size	数值	集合的最大大小（以字节为单位）。仅在 capped 为 true 时有效	10485760 (10MB)
max	数值	集合中允许的最大文档数。仅在 capped 为 true 时有效。	5000
validator	对象	用于文档验证的表达式	{ $jsonSchema: { … }}
validationLevel	字符串	指定文档验证的严格程度。 “off”：不进行验证。 “strict”：插入和更新操作都必须通过验证（默认）。 “moderate”：仅现有文档更新时必须通过验证，插入新文档时不需要。	“strict”
validationAction	字符串	指定文档验证失败时的操作。 “error”：阻止插入或更新（默认）。 “warn”：允许插入或更新，但会发出警告。	“error”
storageEngine	对象	为集合指定存储引擎配置。	{ wiredTiger: { … }}
collation	对象	指定集合的默认排序规则	{ locale: “en”, strength: 2 }

示例代码：

db.createCollection("myComplexCollection", {
  capped: true,
  size: 10485760,
  max: 5000,
  validator: { $jsonSchema: {
    bsonType: "object",
    required: ["name", "email"],
    properties: {
      name: {
        bsonType: "string",
        description: "必须为字符串且为必填项"
      },
      email: {
        bsonType: "string",
        pattern: "^.+@.+$",
        description: "必须为有效的电子邮件地址"
      }
    }
  }},
  validationLevel: "strict",
  validationAction: "error",
  storageEngine: {
    wiredTiger: { configString: "block_compressor=zstd" }
  },
  collation: { locale: "en", strength: 2 }
});

这个例子创建了一个集合，具有以下特性：

• 固定大小，最大 10MB，最多存储 5000 个文档。

• 文档必须包含 name 和 email 字段，其中 name 必须是字符串，email 必须是有效的电子邮件格式。

• 验证级别为严格，验证失败将阻止插入或更新。

• 使用 WiredTiger 存储引擎，指定块压缩器为 zstd。

• 默认使用英语排序规则。

创建数据库后，通常需要在其中创建集合Collections，以及存储文档Documents。

集合类似于关系数据库中的表，以下是创建集合的步骤：

use xiaoyuge      #指定数据库
db.createCollection("myCollection")   #创建集合

注意：在MongoDB中，集合只有在内容插入后才会创建，就是说，创建集合(数据表)后，要再插入一个文档(记录)，集合才会真正创建。

以下例子为myCollection集合创建一个验证其，要求文档必须包含name和age字段，且name必须是字符串，age必须是非负整数

db.createCollection("myCollection", {
  validator: { $jsonSchema: {
    bsonType: "object",
    required: ["name", "age"],
    properties: {
      name: {
        bsonType: "string",
        description: "必须为字符串且为必填项"
      },
      age: {
        bsonType: "int",
        minimum: 0,
        description: "必须为整数且为必填项"
      }
    }
  }}
});

创建myCollection集合后，插入数据，如果数据不符合校验规则，则无法插入

2.2 更新集合名

在MongoDB中，不能直接通过命令来重命名集合。可以使用renameCollection()方法来重命名集合，这个方法需要在admin数据库命名，语法如下:

db.adminCommand({
  renameCollection: "sourceDb.sourceCollection",
  to: "targetDb.targetCollection",
  dropTarget: <boolean>
})

参数说明：

• renameCollection: 要重命名的集合完全限定名称(包含数据库名)

• to: 目标集合的完全限定名称（包括数据库名）

• dropTarget（可选）: 布尔值，如果目标集合已经存在，是否删除目标集合，默认值为false

注意事项：

• 权限要求： 执行renameCollection命令需要具有对源数据和目标数据库的适当权限，通常需要dbAdmin或者dbOwner角色

• 目标集合不存在：目标集合不能已经存在，如果集合存在，则会返回错误

• 索引和数据：重命名集合会保留所有文档和索引

2.3 删除集合

删除集合的语法格式：db.collection.drop()， drop() 方法可以永久地从数据库中删除指定的集合及其所有文档，这是一个不可逆的操作，因此需要谨慎使用

3. 文档

文档的数据结构和JSON基本一样，所有存储在集合的的数据都是BSON格式，BSON是一种类似于JSON的二进制形式的存储格式，是Binary JSON的简称。

3.1 插入文档

常用插入文档方法包括以下几种：

方法	用途
insertOne()	插入单个文档
insertMany()	插入多个文档

1. insertOne()

   db.collection.insertOne(document,options)

   • document: 要插入的单个文档
   • options(可选): 包括writeConcern和bypassDocumentValidation

   示例：

   db.collection1.insertOne({"name":"张三",age: 14})

2. insertMany()

   db.collection.insertMany(documents,options)

   • 要插入的文档数组

   • options(可选): 包括writeConcern、ordered和bypassDocumentValidation

   #示例：
   db.collection1.insertMany([{"name":"张三",age: 14}, {name: "李四",age:20}])

3.2 查询文档

MongoDB中查询文档可以使用find()和findOne()方法

1. find()方法

   以非结构化的方式来显示所有文档

   db.collection.find(query, projection)

   • query: 用于查找文档的查询条件，默认为{},即匹配所有文档

   • projection(可选): 指定返回结果中包含或排除的字段

   #查找所有文档
   db.collection1.find()
   
   #按条件查找文档
   db.collection1.find({age: {$gt: 18}})
   
   #按条件查找文档，并值返回指定字段
   db.collection1.find(
       { age: { $gt: 18 } },
       { name: 1, age: 1, _id: 0 }
   );

   

2. findOne()

   用于查找集合中的单个文档，如果找到多个匹配的文档，只返回第一个。

   db.collection.findOne(query, projection)

   • query: 用于查找文档的查询条件，默认为{}，即匹配所有文档

   • projection(可选): 指定返回结果中包含或排除的字段

   #查找单个文档：
   db.collection1.findOne({name: "张三"})
   
   
   #查找单个文档，并只返回指定字段
   db.collection1.findOne(
     {name: "张三"},
     {name: 1,age: 1,_id: 0})

   

高级查询方法：

1. 使用比较操作符

   支持多种比较操作符号：$gt、$lt、$gte、$lte、$eq、$ne等

   #查询年龄大于25岁的文档
   db.collection1.find({age: {$gt: 25}})

2. 使用逻辑操作符

   支持多种逻辑操作符：$and、$or、$not、$nor等

   #查询年龄大于25且姓名为张三的文档
   
   db.collection1.find({
     $and:[
     {age: {$gt: 25}}, 
     {name: "张三"}
     ]
   })

3. 使用正则表达式

   可以使用正则表达式匹配查询，例如查询名字以张开头的文档

   db.collection1.find({name: /^张/})

4. 投影

   用于控制查询结果中返回的字段，可以使用包含字段和排序字段两种方式

   #查询年龄大于10岁的，只显示姓名、年龄，不显示_id
   db.collection1.find(
     {age:{$gt: 10}},
     {name:1, age:1, _id: 0}
   )

5. 排序

   对查询结果进行排序，例如按照年龄降序

   db.collection1.find().sort({age: -1})

6. 限制和跳过

   可以对查询结果进行限制和跳过指定数量的文档

   #返回前10个文档
   db.collection1.find().limit(10);
   
   #跳过前5个文档，返回接下来的10个文档
   db.collection1.find().skip(5).limit(10);

3.3 更新文档

在 MongoDB 中，更新文档的操作可以使用多种方法实现，常用的方法包括 updateOne()、updateMany()、replaceOne() 和 findOneAndUpdate()。

1. updateOne()
   updateOne()方法用于更新匹配过滤器的单个文档.

   db.collection.updateOne(filter,update,options)

   • filter: 用于查找文档的条件
   • update: 指定更新操作的文档或更新操作符
   • options： 可选参数，比如upsert、arrayFilters等

   #示例代码
   db.collection1.updateOne(
       {name:"张三"},      #过滤条件，找到name为张三
       {$set:{age: 24}}, #更新操作，更新年龄为24
       {upsert: false}   #可选参数
   )

2. updateMany()

   db.collection.updateMany(filter, update, options)

   • filter: 用于查找文档的条件
   • update: 指定更新操作的文档或更新操作符
   • options： 可选参数，比如upsert、arrayFilters等

   db.collection1.updateMany(
       { age: { $lt: 20 } },             // 过滤条件
       { $set: { status: "active" } },   // 更新操作
       { upsert: false }                  // 可选参数
   );

3. replaceOne()

   replaceOne() 方法用于替换匹配过滤器的单个文档，新的文档将完全替换旧的文档

   db.collection.replaceOne(filter, replacement, options)

   • filter：用于查找文档的查询条件。
   • replacement：新的文档，将替换旧的文档。
   • options：可选参数对象，如 upsert 等。

   #示例代码
   db.collection1.replaceOne(
     {name:"张三"},  #过滤条件
     {name:"张三",age: 18}, #新文档
     { returnDocument: "after" } #替换并更新
   )

4. findOneAndUpdate()

   findOneAndUpdate() 方法用于查找并更新单个文档，可以选择返回更新前或更新后的文档。

   db.collection.findOneAndUpdate(filter, update, options)

   • filter：用于查找文档的查询条件。

   • update：指定更新操作的文档或更新操作符。

   • options：可选参数对象，如 projection、sort、upsert、returnDocument 等。

     • upsert：如果没有匹配的文档，是否插入一个新文档。
     • arrayFilters：当更新嵌套数组时，指定应更新的数组元素的条件。
     • collation：指定比较字符串时使用的排序规则。
     • returnDocument：在 findOneAndUpdate 中使用，指定返回更新前 (“before”) 或更新后 (“after”) 的文档。

   db.collection1.findOneAndUpdate(
       { name: "张三" },              // 过滤条件
       { $set: { age: 36 } },            // 更新操作
       { returnDocument: "after" }       // 可选参数，返回更新后的文档
   );

其他实例：

#只更新第一条记录：
db.col.update( { "count" : { $gt : 1 } } , { $set : { "test2" : "OK"} } );

#全部更新
db.col.update( { "count" : { $gt : 3 } } , { $set : { "test2" : "OK"} },false,true );

#只添加第一条：
db.col.update( { "count" : { $gt : 4 } } , { $set : { "test5" : "OK"} },true,false );

#全部添加进去:
db.col.update( { "count" : { $gt : 5 } } , { $set : { "test5" : "OK"} },true,true );

#全部更新：
db.col.update( { "count" : { $gt : 15 } } , { $inc : { "count" : 1} },false,true );

#只更新第一条记录：
db.col.update( { "count" : { $gt : 10 } } , { $inc : { "count" : 1} },false,false );

3.3 删除文档

常用的删除文档方法包括 deleteOne()、deleteMany() 以及 findOneAndDelete()。

使用场景：

• 数据清理：删除不再需要的旧数据或无效数据。

• 数据修正：在数据修正过程中删除错误的或重复的文档。

• 自动化任务：在自动化脚本或任务中，根据特定条件删除文档。

1. 删除单个文档deleteOne()

   db.collection.deleteOne(filter, options)

   • filter：用于查找要删除的文档的查询条件。
   • options（可选）：一个可选参数对象。
2. 删除多个文档deleteMany()

   db.collection.deleteMany(filter, options)

   • filter：用于查找要删除的文档的查询条件。
   • options（可选）：一个可选参数对象。

   db.collection1.deleteMany({age: "18"})