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1.认识mongdb

mongodb是一个开源，文档类型的非关系型数据库，是最像关系型数据库的非关系型数据库。
mongodb存储的是由字段和值组成的数据类型称为BSON，类似于JSON对象。包含字段的值，数组，文档数组。
与mysql的对比：

mysql	mongodb	解释/说明
column	field	数据字段/域
database	database	数据库
index	index	索引
primary key	primary key	主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键
row	document	数据记录行/文档
table	collection	数据库表/集合
table joins	无	表连接/mongo只能嵌入文档

主要特性

高性能
- 对嵌入式数据模型的支持减少了数据库系统上的I / O操作
- 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。
高可用 -副本集
- 自动_故障转移
- 数据冗余
水平拓展
- 分片将数据分布在一个集群的集群上
- 3.4以后支持基于分片键创建数据区域
丰富的查询支持
- 支持CRUD 聚合，空间地理查询

应用场景

数据量较大；
读写频繁；
价值较低的数据，对事物要求不高。

集群模式-副本集
为了保证数据的冗余和可靠性和提高整个系统的负载所以需要搭建mongo集群，mongo不是mysql那种主备模式，mongo是有自动故障恢复功能的主从集群
主从集群和副本集最大的区别就是副本集没有固定的“主节点”；整个集群会选出一个“主节点”，当其挂掉后，又在剩下的从节点中选中其他节点为“主节点”，副本集总有一个活跃点(主、primary)和一个或多个备份节点(从、econdary)。

搭建mongo副本集至少需要三个节点有两种模式可选择

主节点（Primary）类型：数据操作的主要连接点，可读写。

次要（辅助、从）节点（Secondaries）类型：数据冗余备份节点，可以读或选举。

主节点类型：当主节点挂点后，两个从节点会竞争产生一个主节点，再当其中一个节点挂掉号整个集群不可用，当挂掉的主节点启动后会变成从节点
从节点类型：带有仲裁节点，仲裁节点不存储数据，可以节省成本当主节点挂掉后仲裁节点可以投票从节点变成主节点

2.docker 安装 mongdb 单机与副本集

创建单机只需要执行一次，也不需要指定副本集名称
此次没有挂载日志和存储目录采用一主一从一仲裁

docker run --name mongo3 -p 57017:27017 -id mongo --replSet "rs"
docker run --name mongo2 -p 47017:27017 -id mongo --replSet "rs"
docke run --name mongo1 -p 37017:27017 -id mongo --replSet "rs"

随便进入一个容器执行,如果是阿里云服务器，需指定外网ip
arbiterOnly:true 指定为仲裁节点

rs.initiate({"_id":"rs",members:[{_id:0,host:"106.14.72.13:37017"},{_id:1,host:"106.14.72.13:47017"},{_id:2,host:"106.14.72.13:57017",arbiterOnly:true}]})

3.可视化工具与基本操作命令

nosqlbooster 可视化
 mongdb-compass-可视化
文档的操作

/********************数据库 操作*********/
// 选择或创建数据库  use 数据库名称
use articledb
//查看有权限查看的所有的数据库命令
show dbs
show databases
//查看当前正在使用的数据库
db
//删除数据库
db.dropDatabase()
/********************集合/表 操作*********/
//显示创建集合 /表  db.createCollection(name)
db.createCollection("mycollection")
//当前库中的表 
show collections
show tables
//删除集合  db.collection.drop()
db.comment.drop()
//插入文档（单条） 不存在则会隐式创建
db.comment.insert({ "articleid": "100000", "content": "今天天气真好，阳光明媚", "userid": "1001", "nickname": "Rose", "createdatetime": new Date(), "likenum": NumberInt(10), "state": null })
//批量插入
 db.comment.insertMany([{ "_id": "1", "articleid":  NumberInt(100001), "content": "我们不应该把清晨浪费在手机上，健康很重要，一杯温水幸福你我他。", "userid": NumberInt(1002), "nickname": "相忘于江湖", "createdatetime": new Date("2019-08-05T22:08:15.522Z"), "likenum": NumberInt(1000), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "2", "articleid": NumberInt(100001), "content": "我夏天空腹喝凉开水，冬天喝温开水", "userid": NumberInt(1005), "nickname": "伊人憔悴", "createdatetime": new Date("2019-08-05T23:58:51.485Z"), "likenum": NumberInt(888), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "3", "articleid": NumberInt(100001), "content": "我一直喝凉开水，冬天夏天都喝。", "userid": NumberInt(1004), "nickname": "杰克船长", "createdatetime": new Date("2019-08-06T01:05:06.321Z"), "likenum": NumberInt(666), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "4", "articleid": NumberInt(100001), "content": "专家说不能空腹吃饭，影响健康。", "userid": NumberInt(1003), "nickname": "凯撒", "createdatetime": new Date("2019-08-06T08:18:35.288Z"), "likenum": NumberInt(2000), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "5", "articleid": NumberInt(100001), "content": "研究表明，刚烧开的水千万不能喝，因为烫嘴。", "userid": NumberInt(1003), "nickname": "凯撒", "createdatetime": new Date("2019-08-06T11:01:02.521Z"), "likenum": NumberInt(3000), "state": NumberInt(1) }]);
//批量插入 某行报错不会回滚可以加try catch
try {
    db.comment.insertMany([{ "_id": "1", "articleid":  NumberInt(100001), "content": "我们不应该把清晨浪费在手机上，健康很重要，一杯温水幸福你我他。", "userid": NumberInt(1002), "nickname": "相忘于江湖", "createdatetime": new Date("2019-08-05T22:08:15.522Z"), "likenum": NumberInt(1000), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "2", "articleid": NumberInt(100001), "content": "我夏天空腹喝凉开水，冬天喝温开水", "userid": NumberInt(1005), "nickname": "伊人憔悴", "createdatetime": new Date("2019-08-05T23:58:51.485Z"), "likenum": NumberInt(888), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "3", "articleid": NumberInt(100001), "content": "我一直喝凉开水，冬天夏天都喝。", "userid": NumberInt(1004), "nickname": "杰克船长", "createdatetime": new Date("2019-08-06T01:05:06.321Z"), "likenum": NumberInt(666), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "4", "articleid": NumberInt(100001), "content": "专家说不能空腹吃饭，影响健康。", "userid": NumberInt(1003), "nickname": "凯撒", "createdatetime": new Date("2019-08-06T08:18:35.288Z"), "likenum": NumberInt(2000), "state": NumberInt(1) }, { "_id": "5", "articleid": NumberInt(100001), "content": "研究表明，刚烧开的水千万不能喝，因为烫嘴。", "userid": NumberInt(1003), "nickname": "凯撒", "createdatetime": new Date("2019-08-06T11:01:02.521Z"), "likenum": NumberInt(3000), "state": NumberInt(1) }]);
} catch (e) {
    print(e);
}
/********************文档 操作*********/
//查询所有
db.comment.find()
db.comment.find({})
//条件查询
db.comment.find({userid:'1003'})
//查询单条
db.comment.findOne({userid:'1003'})
//投影查询
db.comment.find({userid:NumberInt(1003)},{userid:1,nickname:1})
//覆盖修改  其他字段全不见
db.comment.update({_id:"1"},{likenum:NumberInt(1001)})
//局部修改
db.comment.update({_id:"2"},{$set:{likenum:NumberInt(889)}})
//批量更新 增加标志 multi
db.comment.update({userid:"1003"},{$set:{nickname:"凯撒大帝"}},{multi:true})
//自增长
db.comment.update({_id:"3"},{$inc:{likenum:NumberInt(1)}})
//根据条件删除  没有条件删除全部
db.comment.remove({_id:"1"})
//统计记录数 没有参数统计全部
db.comment.count({userid:"1003"})
//分页操作 ->截取前三位
db.comment.find().limit(3)
//分页操作 跳过多少行,查询多少行 类似sql limit 4,6
db.comment.find().skip(3).limit(2)
//排序操作 -1 倒序 1升序
db.comment.find().sort({userid:-1,likenum:1})
//复杂查询 ->正则表达式匹配
db.comment.find({content:/^专家/})
//比较查询
db.comment.find({ "field" : { $gt: value }}) // 大于: field > value
db.comment.find({ "field" : { $lt: value }}) // 小于: field < value
db.comment.find({ "field" : { $gte: value }}) // 大于等于: field >= value
db.comment.find({ "field" : { $lte: value }}) // 小于等于: field <= value
db.comment.find({ "field" : { $ne: value }}) // 不等于: field != value
//包含查询
db.comment.find({userid:{$in:["1003","1004"]}})
//不包含查询
db.comment.find({userid:{$nin:["1003","1004"]}})
//连接查询 and
db.comment.find({$and:[{likenum:{$gte:NumberInt(700)}},{likenum:{$lt:NumberInt(2000)}}]})
//连接查询 or
db.comment.find({$or:[ {userid:"1003"} ,{likenum:{$lt:1000} }]})

4.索引

官网链接
索引支持在MongoDB中高效地执行查询。如果没有索引，MongoDB必须执行全集合扫描，这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别在处理大量的数据时，查询可以要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非常致命的。如果查询存在适当的索引，MongoDB可以使用该索引限制必须检查的文档数。
mongodb的数据结构是B-tree

4.1 单字段索引

在文档上的单个字段创建自定义的升序/降序索引，称为单字段索引

4.2 复合索引

复合索引中列出的字段顺序具有重要意义。例如，如果复合索引由{ userid: 1, score: -1 } 组成，则索引首先按userid正序排序，然后在每个userid的值内，再在按score倒序排序。

3.3 其他索引
地理空间索引（Geospatial Index）、文本索引（Text Indexes）、哈希索引（Hashed Indexes）。

3.4 关于索引的语法

//查看索引
db.collection.getIndexes()
//创建索引
db.collection.createIndex(keys, options)
//移除索引
db.collection.dropIndex(index)

5.分片集群

分片是一种将数据分配到多个机器上的方法。MongoDB通过分片技术来支持具有海量数据集和高吞吐量操作的部署方案
数据库系统的数据集或应用的吞吐量比较大的情况下，会给单台服务器的处理能力带来极大的挑战。例如，高查询率会耗尽服务器的CPU资源。工作的数据集大于系统的内存压力、磁盘驱动器的I/O容量。

分片集群包含组件

分片：每个shard（分片）包含被分片的数据集中的一个子集。每个分片可以被部署为副本集架构。
mongs：mongos充当查询路由器，在客户端应用程序和分片集群之间提供接口。
config服务器：mongos充当查询路由器，在客户端应用程序和分片集群之间提供接口。

分片的优势

读写负载
存储容量
高可用性
6.安全认证
1.启用访问控制
在实例启动时添加选项—auth 或指定启动配置文件中添加选项auth=true 容器启动配置-auth为true
2.角色
在MongoDB中通过角色对用户授予相应数据库资源的操作权限，每个角色当中的权限可以显式指定，也可以通过继承其他角色的权限，或者两都都存在的权限。
3.权限
权限由指定的数据库资源(resource)以及允许在指定资源上进行的操作(action)组成。

资源(resource)包括：数据库、集合、部分集合和集群；
操作(action)包括：对资源进行的增、删、改、查(CRUD)操作。
在角色定义时可以包含一个或多个已存在的角色，新创建的角色会继承包含的角色所有的权限。在同一个数据库中，新创建角色可以继承其他角色的权限，在admin 数据库中创建的角色可以继承在其它任意数据库中角色的权限。

// 查询所有角色权限(仅用户自定义角色)
 db.runCommand({ rolesInfo: 1 })
// 查询所有角色权限(包含内置角色)
db.runCommand({ rolesInfo: 1, showBuiltinRoles: true })
// 查询当前数据库中的某角色的权限
db.runCommand({ rolesInfo: "<rolename>" })
// 查询其它数据库中指定的角色权限
db.runCommand({ rolesInfo: { role: "<rolename>", db: "<database>" } }

角色	权限描述
read	可以读取指定数据库中任何数据。
readWrite	可以读写指定数据库中任何数据，包括创建、重命名、删除集合。
readAnyDatabase	可以读取所有数据库中任何数据(除了数据库config和local之外)。
readWriteAnyDatabase	可以读写所有数据库中任何数据(除了数据库config和local之外)。
userAdminAnyDatabase	可以在指定数据库创建和修改用户(除了数据库config和local之外)。
dbAdminAnyDatabase	可以读取任何数据库以及对数据库进行清理、修改、压缩、获取统计信息、执行检查等操作(除了数据库config和local之外)。
dbAdmin	可以读取指定数据库以及对数据库进行清理、修改、压缩、获取统计信息、执行检查等操作。
userAdmin	可以在指定数据库创建和修改用户。
clusterAdmin	可以对整个集群或数据库系统进行管理操作。
backup	备份MongoDB数据最小的权限。
restore	从备份文件中还原恢复MongoDB数据(除了system.profile集合)的权限。
root	超级账号，超级权限

7.springboot连接mongdb

加入jia包支持自动跟随springboot版本

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
        </dependency>

配置mongodb连接权限认证如果不是在本库创建的用户则需要在admin库进行权限认证。可以在/直接跟admin
然后在database 指定要连接的库

spring:
  data:
    mongodb:
      #test 指需要连接的库  authSource=admin指权限在admin认证
      uri: mongodb://rem:123456@106.14.72.13:37017,106.14.72.13:47017/test?replicaSet=rs&readPreference=secondaryPreferred&connectTimeoutMS=15000&slaveOk=true&write=1&authSource=admin
      uuid-representation: standard
      auto-index-creation: true
       #database:

使用springboot连接mongodb 和使用其他springdata操作一样 继承MongoRepository

package com.rem.mongodb.dao;
import com.rem.mongodb.entity.Comment;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;
import org.springframework.stereotype.Repository;
/**
 * 集成springDate 基本操作
 * 评论的持久层接口
 *
 * @author Rem
 * @date 2021/11/9
 */
@Repository
public interface CommentRepository extends MongoRepository<Comment, String> {
}

简单的CRUD以及分页操作，也可以直接使用mongoTemplate操作对象和dao层操作数据一样，如果不需要查询出对象再进行操作比如加一操作，直接使用template操作更加简单。

springboot集成的事务对mongodb依然有效在方法上加上事务注解，在启动类加上开启事务或者单独配置事务类，当报错时不会对mongodb中数据进行操作。

package com.rem.mongodb.service;
import com.rem.mongodb.dao.CommentRepository;
import com.rem.mongodb.entity.Comment;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.domain.*;
import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Query;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Update;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import java.util.List;
/**
 * 文章 服务层
 *
 * @author Rem
 * @date 2021/11/9
 */
@Service
public class CommentService {
    @Autowired
    private CommentRepository commentRepository;
    @Autowired
    private MongoTemplate mongoTemplate;
    /**
     * 保存一个评论
     *
     * @param comment
     */
    @Transactional
    public void saveComment(Comment comment) {
        //如果需要自定义主键，可以在这里指定主键；如果不指定主键，MongoDB会自动生成主键 设置一些默认初始值
        commentRepository.save(comment);
    }
    /**
     * 更新评论
     *
     * @param comment
     */
    public void updateComment(Comment comment) {
        commentRepository.save(comment);
    }
    /**
     * 根据id删除评论
     *
     * @param id
     */
    public void deleteCommentById(String id) {
        commentRepository.deleteById(id);
    }
    /**
     * 查询所有评论
     * ，
     *
     * @return
     */
    public List<Comment> findCommentList() {
        return commentRepository.findAll();
    }
    /**
     * 根据id查询评论
     *
     * @param id
     * @return
     */
    public Comment findCommentById(String id) {
        return commentRepository.findById(id).get();
    }
    /**
     * 根据多个id 批量查询评论
     *
     * @return
     */
    public List<Comment> findCommentList(List<String> ids) {
        return (List<Comment>) commentRepository.findAllById(ids);
    }
    /**
     * 根据条件查询
     *
     * @param comment
     * @return
     */
    public List<Comment> findComment(Comment comment) {
        return commentRepository.findAll(Example.of(comment));
    }
    /**
     * 模糊查询
     * StringMatcher 枚举中可选择各种匹配模式
     * ExampleMatcher.StringMatcher.DEFAULT     默认
     * ExampleMatcher.StringMatcher.EXACT       精确匹配
     * ExampleMatcher.StringMatcher.STARTING    前缀匹配
     * ExampleMatcher.StringMatcher.ENDING      后缀匹配
     * ExampleMatcher.StringMatcher.CONTAINING  模糊查询
     * ExampleMatcher.StringMatcher.REGEX       正则表达式
     * matching 匹配
     *
     * @param comment
     * @return
     */
    public List<Comment> findCommentDim(Comment comment) {
        ExampleMatcher matcher = ExampleMatcher.matching().withStringMatcher(ExampleMatcher.StringMatcher.CONTAINING).withIgnoreCase(true);
        return commentRepository.findAll(Example.of(comment, matcher));
    }
    /**
     * 分页查询  并且按照 likenum 点赞数倒序
     *
     * @param comment
     * @return
     */
    public Page<Comment> findCommentByPage(Comment comment, Integer page, Integer size) {
        Sort sort = Sort.by(Sort.Direction.DESC, "likenum");
        //分页  0代表第一页
        Pageable pageable = PageRequest.of(page, size, sort);
        return commentRepository.findAll(Example.of(comment), pageable);
    }
    /**
     * 使用mongoTemplate 简单操作
     * 点赞数+1
     *
     * @param id
     */
    public void updateCommentLikenum(String id) {
        //查询对象
        Query query = Query.query(Criteria.where("_id").is(id));
        //更新对象
        Update update = new Update();
        //局部更新，相当于$set
        // update.set(key,value)
        //递增$inc
        // update.inc("likenum",1);
        update.inc("likenum");
        //参数1：查询对象
        //参数2：更新对象
        //参数3：集合的名字或实体类的类型Comment.class
        mongoTemplate.updateFirst(query, update, "comment");
    }
}

mongodb