MongoDB入门学习(一)：MongoDB的安装和管理

以前用MySQL数据库，整天都是写大堆大堆的SQL语句，要记住这些SQL关键字都要花好几天时间，写的蛋都爆了，当接触到MongoDB的时候，发现不用写SQL，瞬间觉得高大上，瞬间产生了学习使用它的冲动。 1.MongoDB简介 MongoDB是一种强大，灵活，可扩展的数据存储方

以前用MySQL数据库，整天都是写大堆大堆的SQL语句，要记住这些SQL关键字都要花好几天时间，写的蛋都爆了，当接触到MongoDB的时候，发现不用写SQL，瞬间觉得高大上，瞬间产生了学习使用它的冲动。

1.MongoDB简介

MongoDB是一种强大，灵活，可扩展的数据存储方式。它扩展了关系型数据库的众多有用功能，如辅助索引，范围查询和排序。MongoDB的功能非常丰富，比如内置的对MapReduce式聚合的支持，以及对地理空间索引的支持。还有很多很多的特点。。。

对于入门级别的人来说，上面说的这些都是浮云，我现在体会不到它的容量，也体会不到它的横向扩展，更体会不到它的速率，这些都是当我们玩到一定的境界才会关心的问题。我单纯觉得它的好处就是非常容易上手，提供了一系列的API，不用写SQL语句。至于它和关系型数据库有什么区别，有哪些优点或者哪些缺点需要怎样改进都是以后的事了。

2.MongoDB的安装

mongodb的官网就有下载，根据系统windows还是linux还是别的下载32位还是64位的，然后解压安装。我是在Linux上安装的，刚开始是在自己的虚拟机上通过root用yum安装的，后来是通过secureCRT连接别的服务器在自己的用户上安装学习的，这样就可以玩自己的mongodb不至于弄挂服务器上面的，但是这样不能通过yum了，源码安装貌似又有很多的软件依赖，所以就在官网上下载了一个linux版的，然后通过SFTP上传到服务器上解压后直接使用。

3.MongoDB的管理

解压完之后进入bin目录，里面都是一些可执行文件，mongo，mongod，mongodump，mongoexport等，后面再说它们的作用吧。

1).启动和停止MongoDB

通过执行mongod来启动MongoDB服务器，mongod有很多的配置启动选项的，可以通过mongod --help来查看，其中有一些主要的选项：

--dbpath：指定数据目录，默认是/data/db/。每个mongod进程都需要独立的目录，启动mongod时就会在数据目录中创建mongod.lock文件，防止其他mongod进程使用该数据目录。

--port：指定服务器监听的端口，默认是27017。

--fork：以守护进程的方式运行MongoDB。

--logpath：指定日志输出路径，如果不指定则会在终端输出。每次启动都会覆盖原来的日志，如果不想覆盖就要用--logappend选项。

--config：指定配置文件，加载命令行未指定的各种选项。我们可以讲我们需要用到的选项写在某个文件中，然后通过该选项来指定这个文件就不必每次启动mongod时都要写。

比如我的配置文件mongodb.conf有如下配置：

port = 9352
#fork = true              #为注释
#logpath = mongodb.log
dbpath = data/db 

执行mongod启动MongoDB服务器指定配置文件：

[tp0352@server0 bin]$ ./mongod --config mongodb.conf 
2014-06-05T17:11:13.118+0800 [initandlisten] MongoDB starting : pid=18077 port=9352 dbpath=data/db 64-bit host=server0.169
2014-06-05T17:11:13.119+0800 [initandlisten] db version v2.6.1
2014-06-05T17:11:13.119+0800 [initandlisten] git version: 4b95b086d2374bdcfcdf2249272fb552c9c726e8
2014-06-05T17:11:13.119+0800 [initandlisten] build info: Linux build14.nj1.10gen.cc 2.6.32-431.3.1.el6.x86_64 #1 SMP Fri Jan 3 21:39:27 UTC 2014 x86_64 BOOST_LIB_VERSION=1_49
2014-06-05T17:11:13.119+0800 [initandlisten] allocator: tcmalloc
2014-06-05T17:11:13.119+0800 [initandlisten] options: { config: "mongodb.conf", net: { port: 9352 }, storage: { dbPath: "data/db" } }
2014-06-05T17:11:13.246+0800 [initandlisten] journal dir=data/db/journal
2014-06-05T17:11:13.246+0800 [initandlisten] recover : no journal files present, no recovery needed
2014-06-05T17:11:15.333+0800 [initandlisten] preallocateIsFaster=true 20.74
2014-06-05T17:11:17.692+0800 [initandlisten] preallocateIsFaster=true 13.72
2014-06-05T17:11:20.858+0800 [initandlisten] preallocateIsFaster=true 23.86
2014-06-05T17:11:20.858+0800 [initandlisten] preallocateIsFaster check took 7.612 secs
2014-06-05T17:11:20.858+0800 [initandlisten] preallocating a journal file data/db/journal/prealloc.0
2014-06-05T17:11:23.121+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 492830720/1073741824        45%
2014-06-05T17:11:26.424+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 681574400/1073741824        63%
2014-06-05T17:11:29.004+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 964689920/1073741824        89%
2014-06-05T17:11:34.558+0800 [initandlisten] preallocating a journal file data/db/journal/prealloc.1
2014-06-05T17:11:37.089+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 524288000/1073741824        48%
2014-06-05T17:11:40.090+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 807403520/1073741824        75%
2014-06-05T17:11:43.063+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 1017118720/1073741824       94%
2014-06-05T17:11:48.020+0800 [initandlisten] preallocating a journal file data/db/journal/prealloc.2
2014-06-05T17:11:51.040+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 576716800/1073741824        53%
2014-06-05T17:11:54.039+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 807403520/1073741824        75%
2014-06-05T17:11:57.026+0800 [initandlisten]            File Preallocator Progress: 1069547520/1073741824       99%
2014-06-05T17:12:01.985+0800 [FileAllocator] allocating new datafile data/db/local.ns, filling with zeroes...
2014-06-05T17:12:01.985+0800 [FileAllocator] creating directory data/db/_tmp
2014-06-05T17:12:02.285+0800 [FileAllocator] done allocating datafile data/db/local.ns, size: 16MB,  took 0.167 secs
2014-06-05T17:12:02.315+0800 [FileAllocator] allocating new datafile data/db/local.0, filling with zeroes...
2014-06-05T17:12:02.413+0800 [FileAllocator] done allocating datafile data/db/local.0, size: 64MB,  took 0.097 secs
2014-06-05T17:12:02.434+0800 [initandlisten] build index on: local.startup_log properties: { v: 1, key: { _id: 1 }, name: "_id_", ns: "local.startup_log" }
2014-06-05T17:12:02.434+0800 [initandlisten]     added index to empty collection
2014-06-05T17:12:02.456+0800 [initandlisten] command local.$cmd command: create { create: "startup_log", size: 10485760, capped: true } ntoreturn:1 keyUpdates:0 numYields:0  reslen:37 494ms
2014-06-05T17:12:02.457+0800 [initandlisten] waiting for connections on port 9352

启动MongoDB服务器成功，监听端口9352，等待客户端来连接。如果指定日志文件，这些日志就会被输出到指定的日志文件。如果设置为守护进程，就会创建一个子进程，当MongoDB服务器启动完成后父进程就会退出。

让MongoDB稳妥的停下来很重要，因为可能有的数据还在缓存没写入磁盘，稳妥停止是先让数据写进磁盘然后再结束MongoDB进程。可以直接用ctrl+c来停止MongoDB服务器，也可以通过客户端来，mongo是一个javascript shell，启动它的时候会自动连接MongoDB服务器，所以mongo也是一个MongoDB客户端，它可以运行任何javascript程序，也可以操作数据库。下面来看一下mongo停止MongoDB服务器：

[tp0352@server0 bin]$ ./mongo --port 9352
MongoDB shell version: 2.6.1
connecting to: 127.0.0.1:9352/test
> show dbs
admin  (empty)
local  0.078GB
test   (empty)
> use admin
switched to db admin
> db.shutdownServer()
2014-06-05T17:21:59.263+0800 DBClientCursor::init call() failed
server should be down...
2014-06-05T17:21:59.265+0800 trying reconnect to 127.0.0.1:9352 (127.0.0.1) failed
2014-06-05T17:21:59.266+0800 warning: Failed to connect to 127.0.0.1:9352, reason: errno:111 Connection refused
2014-06-05T17:21:59.266+0800 reconnect 127.0.0.1:9352 (127.0.0.1) failed failed couldn't connect to server 127.0.0.1:9352 (127.0.0.1), connection attempt failed
> exit
bye

从上面可以看出，我们连接到了本地9352端口test数据库，admin就是一个root数据库，这个数据库是用来管理整个MongoDB的，不是任何人都可以停止MongoDB服务器的，所以要使用admin来执行shutdownServer()来停止。

2).安全和认证

上面通过mongo这个客户端来连接MongoDB服务器，没有任何的安全认证，也就是说任何人都可以连上去，当然可以在一个可信环境中运行它，保证只有可信的机器才能访问它，也可以对单个连接的认证。每个MongoDB的数据库都可以有许多用户，如果开启了安全性检查，则只有数据库认证用户才能执行相关的操作。admin的用户可以对任何数据库进行读写操作，其他数据库的用户只能执行相关权限的操作。

开启安全检查前，先创建几个用户：

> use admin
switched to db admin
> db.addUser("tp", "12345")
WARNING: The 'addUser' shell helper is DEPRECATED. Please use 'createUser' instead
Successfully added user: { "user" : "tp", "roles" : [ "root" ] }
> use test
switched to db test
> db.addUser("test1", "12345", true)
WARNING: The 'addUser' shell helper is DEPRECATED. Please use 'createUser' instead
Successfully added user: { "user" : "test1", "roles" : [ "read" ] }
> db.addUser("test2", "12345")
WARNING: The 'addUser' shell helper is DEPRECATED. Please use 'createUser' instead
Successfully added user: { "user" : "test2", "roles" : [ "dbOwner" ] }
> use admin
switched to db admin
> show collections
system.indexes
system.users
system.version
> db.system.users.find()
{ "_id" : "admin.tp", "user" : "tp", "db" : "admin", "credentials" : { "MONGODB-CR" : "e4aafd1c8d19d9e490192fe5bf43ffe0" }, "roles" : [ { "role" : "root", "db" : "admin" } ] }
{ "_id" : "test.test1", "user" : "test1", "db" : "test", "credentials" : { "MONGODB-CR" : "2da1438b5a04dd46cfdf97c40a3c6d71" }, "roles" : [ { "role" : "read", "db" : "test" } ] }
{ "_id" : "test.test2", "user" : "test2", "db" : "test", "credentials" : { "MONGODB-CR" : "4accbd2cb1dce25ed8b3b162103b0b87" }, "roles" : [ { "role" : "dbOwner", "db" : "test" } ] }

在admin中添加了一个用户tp，在test数据库中添加了两个用户test1和test2，addUser()有三个参数，第一个是用户名，第二个是密码，第三个是只读状态，设置true为只读。从用户集合system.users可以看出，tp是admin数据库中的超级用户，有root权限，test1只有read权限，test2是dbOwner，可以读也可以写。addUser还能修改用户密码和只读状态。下面重启MongoDB服务器，添加--auth命令选项来开启安全检查，然后再通过mongo来连接：

> show dbs
2014-06-05T17:59:57.519+0800 listDatabases failed:{
        "ok" : 0,
        "errmsg" : "not authorized on admin to execute command { listDatabases: 1.0 }",
        "code" : 13
} at src/mongo/shell/mongo.js:47
> use test
switched to db test
> db.auth("test1", "12345")
1
> show collections
people
system.indexes
> db.people.find()
{ "_id" : ObjectId("53903f7af73bb0df22f8e4a6"), "name" : "Mary", "age" : 10 }
> db.people.insert({"name" : "join", "age" : 20})
WriteResult({
        "writeError" : {
                "code" : 13,
                "errmsg" : "not authorized on test to execute command { insert: \"people\", documents: [ { _id: ObjectId('53903fd6959e902814f56d8c'), name: \"join\", age: 20.0 } ], ordered: true }"
        }
})
> db.auth("test2", "12345")
1
> db.people.find()
{ "_id" : ObjectId("53903f7af73bb0df22f8e4a6"), "name" : "Mary", "age" : 10 }
> db.people.insert({"name" : "join", "age" : 20})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> use admin
switched to db admin
> db.auth("tp", "12345")
1
> show dbs
admin  0.078GB
local  0.078GB
test   0.078GB

连接到MongoDB服务器后没有进行用户认证，所以什么都不能干，当使用test数据库并进行用户认证后，就可以查看test库中的集合，因为test1只能读不能写，所以find可以成功而insert失败，test2既能读也能写，使用admin数据库进行用户认证后就可以查看所有的数据库列表。其实这样的认证用途不是很大，只是一种方式而已，最安全的方式还是限制访问。

3).数据备份

①.数据文件备份

最简单的备份就是数据文件的备份，就是直接赋值data/db这个目录，因为我们前面已经指定了数据目录就是data/db，那么MongoDB多有的数据都在这里，但是有个问题就是最新的数据还在缓存中，没用同步到磁盘，可以先停止shutdownServer()再备份。但是这样会影响MongoDB正常的工作。

②.mongodump和mongorestore

bin中还有mongodump和mongorestore两个可执行文件，这个是对MongoDB的某个数据库进行备份，可以在MongoDB正在运行时进行备份，比如备份test数据库，然后将备份的数据库文件再倒入别的MongoDB服务器上。这种备份的方式备份的不是最新数据，只是已经写入MongoDB中的数据，可能还有的数据在缓存中没有写入，那么这部分数据就是备份不到的。mongodump和mongorestore也可以通过--help查询所有选项。

[tp0352@server0 bin]$ ./mongodump --port 9352 -d test -o test_data
connected to: 127.0.0.1
2014-06-05T19:00:03.381+0800 DATABASE: test      to     test_data/test
2014-06-05T19:00:03.411+0800    test.system.indexes to test_data/test/system.indexes.bson
2014-06-05T19:00:03.426+0800             1 documents
2014-06-05T19:00:03.426+0800    test.test to test_data/test/test.bson
2014-06-05T19:00:03.463+0800             1 documents
2014-06-05T19:00:03.464+0800    Metadata for test.test to test_data/test/test.metadata.json

-d是指定数据库，-o是输出备份文件，上面将test数据库备份为test_data文件。

[tp0352@server0 bin]$ ./mongorestore --port 9352 -d temple --drop test_data/test/
connected to: 127.0.0.1:9352
2014-06-05T19:05:53.454+0800 test_data/test/people.bson
2014-06-05T19:05:53.454+0800    going into namespace [temple.people]
2014-06-05T19:05:53.454+0800     dropping
2 objects found
2014-06-05T19:05:53.454+0800    Creating index: { key: { _id: 1 }, name: "_id_", ns: "temple.people" }
[tp0352@server0 bin]$ ./mongo --port 9352
MongoDB shell version: 2.6.1
connecting to: 127.0.0.1:9352/test
> show dbs
admin   0.078GB
local   0.078GB
temple  0.078GB
test    0.078GB

这里将上面备份出来的test数据库现在重新导入到temple数据库，--drop代表如果有了temple数据库则将其中的所有集合删除，不指定就会和原来temple中的集合合并。

③.mongoexport和mongoimport

上面讲到mongodump和mongorestore是备份某个数据库的，那么mongoexport和mongoimport就是备份某个数据库中的某个表，同样可以通过--help来查看所有的选项，当然mongoexport也是可以不统计的备份，但是却不一定是最新数据。

[tp0352@server0 bin]$ ./mongoexport --port 9352 -d test -c people -o prson 
connected to: 127.0.0.1:9352
exported 2 records
[tp0352@server0 bin]$ cat prson 
{ "_id" : { "$oid" : "53903f7af73bb0df22f8e4a6" }, "name" : "Mary", "age" : 10 }
{ "_id" : { "$oid" : "53903ff6959e902814f56d8d" }, "name" : "join", "age" : 20 }
[tp0352@server0 bin]$ ./mongoimport --port 9352 -d temple -c user prson 
connected to: 127.0.0.1:9352
2014-06-05T19:14:00.555+0800 imported 2 objects
[tp0352@server0 bin]$ ./mongo --port 9352
MongoDB shell version: 2.6.1
connecting to: 127.0.0.1:9352/test
> use temple
switched to db temple
> show collections
system.indexes
user
> db.user.find()
{ "_id" : ObjectId("53903f7af73bb0df22f8e4a6"), "name" : "Mary", "age" : 10 }
{ "_id" : ObjectId("53903ff6959e902814f56d8d"), "name" : "join", "age" : 20 }

-c表示collection集合，上面将test库中的people集合备份出来为prson文件，然后再导入到temple库中的user集合。

④.fsync和锁

mongodump和mongoexport对都可以不停MongoDB服务器来进行备份，但是却失去了获取实时数据的能力，而fsync命令也能在不停MongoDB的情况下备份实时数据，它的实现其实就是上锁，阻止对数据库的写入操作，然后将缓冲区的数据写入磁盘，备份后再解锁。在这个期间，任何对数据库的写入操作都会阻塞，直到锁被释放。

> db.runCommand({"fsync" : 1, "lock" : 1})
{
        "info" : "now locked against writes, use db.fsyncUnlock() to unlock",
        "seeAlso" : "http://dochub.mongodb.org/core/fsynccommand",
        "ok" : 1
}
>
>在这之间进行备份，执行任何insert操作都会阻塞
>
> db.fsyncUnlock()
{ "ok" : 1, "info" : "unlock completed" }

我觉得其实实时也是相对的，将数据库锁住不让写，那么最新的数据还是没备份到。