MongoDB 基本操作

1. 实验介绍

1.1 实验内容

在本节内容中，我们将介绍 MongoDB 的一些基本操作，比如数据库的创建，查看等，集合的创建，查看和删除等，文档的增删改查。

1.2 实验知识点

  • 数据库的操作
  • 集合的操作
  • 文档的增删改查

2. 数据库

2.1 查看

我们可以使用 db 查看当前使用的数据库：

> db
test

此操作返回默认数据库 test 。

查看 MongoDB 中所有可用的数据库，我们可以使用 show dbs 命令,该命令是 show databases 的缩写，会显示已有的数据库名和使用的大小

> show dbs
admin         0.000GB
local         0.000GB

左边一列是数据库名，右边一列是数据库所占空间大小。

  • admin： 从权限的角度来看，这是 "root" 数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。
  • local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合。

2.2 选择

在 MongoDB 中，数据库由文档构成的集合组成。

选择一个数据库去使用，需要如下语法：

use <db>

指的是数据库的名字。

你可以切换到一个不存在的数据库，比如说我们切换到名为 shiyanlou001 这个数据库。

> use shiyanlou001
switched to db shiyanlou001
> db
shiyanlou001

2.3 创建

在我们刚刚使用 use 切换数据库的时候，还并未创建该数据库，而在我们往该数据库中插入第一条数据时（比如创建集合或者插入文档），系统会自动创建该数据库。如下所示我们插入第一条文档。

> db.users.insertOne({name: "Aiden", age: 30, email: "[email protected]", addr: ["CD", "SH"]})

输出结果如下：

{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d")
}

acknowledged ：执行命令返回的状态，为 true 说明执行成功。insertedId ：在 MongoDB 中，存储于集合中的每一个文档都需要一个唯一的 _id 字段作为 primary_key。如果一个插入文档操作遗漏了_id 字段，MongoDB 会自动为_id 字段生成一个 ObjectId 。

现在你使用 show dbs 去查看有哪些数据库，会发现多了一个名叫 shiyanlou001 的数据库。

3. 集合

3.1 创建

MongoDB 可以创建普通集合。比如我们来创建一个名为 shiyanlou_col1 的普通集合：

> db.createCollection("shiyanlou_col1")
{ "ok" : 1 }

提示信息 { "ok" : 1 } 显示我们创建成功

MongoDB 除了可以创建普通的集合外，还可以创建一种特殊的集合，即固定集合，可以指定集合的大小，当集合容量已满的时候，我们再向集合添加文档，会覆盖之前原有的内容，以保持固定大小。

创建的语法格式如下：

db.createCollection(<name>, { capped: <boolean>,
                              autoIndexId: <boolean>,
                              size: <number>,
                              max: <number>,
                              ... } )

代表集合的名字，{...} 花括号中为可配置项，这里我们列举了一些常见的配置项，配置项的含义如下：

  • capped

    可以配置 true 或 false，默认值为 false 。指定为 true 的时候，即为固定集合，此时需要指定 size

  • autoIndexId

    可以配置 true 或 false，默认值为 true。每一个文档都有一个 _id 字段，该字段是主键，用于唯一的确定一条记录，如果往 MongoDB 中插入数据时没有指定 _id 字段，那么会自动产生一个 _id 字段。这里配置项指定为 false 时，不会自动生成该字段。

  • size

    对于固定集合时指定可以集合的大小，单位为 byte

  • max

    指定固定集合运行的文档数目

例如，我们创建 一个固定集合 shiyanlou_col2 ，指定固定大小为 1024 byte :

> db.createCollection("shiyanlou_col2", {capped:true, size:1024})
{ "ok" : 1 }

3.2 查看

我们可以通过 show collections 来查看数据库中的集合

> show collections
shiyanlou_col1
shiyanlou_col2
users

在上面的结果中，多了一个 users 。users 是在 2.3 中执行的插入语句创建的，对于不存在的集合，在插入数据时，会创建对应的集合。

3.3 删除

删除集合使用 db.collection.drop() ，这里的 collection 为集合的名字，如下示例：

> db.shiyanlou_col2.drop()
true
> show collections
shiyanlou_col1
users
> db.shiyanlou_col1.drop()
true
> show collections
users

4. 文档

4.1 插入

MongoDB 存储的文档记录是一个 BSON 对象，类似于 JSON 对象，由键值对组成。比如这样一条用户记录：

db.users.insertOne(
    {
        name: "Aiden",
        age: 30,
        email: "[email protected]"
    }
)

在上述示例中，users 是一个集合，而 {...} 花括号中的内容为文档内容。关于 BSON 支持的数据类型，可以参考 MongoDB 的官方链接：bson-types

对于文档的插入操作，一般有两种常用的插入方式：

db.collection.insertOne(<document>)
db.collection.insertMany([ <document 1> , <document 2>, ... ])

collection 为集合名称。 为要插入的文档内容。

对于上述的两种操作，我们可以很容易从字面上理解它们的区别，即插入一条和插入多条，如下的简单示例：

# 使用 insertOne() 操作
> db.users.insertOne({name: "Tom", age: 20, email: "[email protected]", addr: ["BJ", "SH"]})
{
  "acknowledged" : true,
  "insertedId" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270")
}

# 使用 insertMany() 操作
> db.users.insertMany([{name: "Jim", age: 20, email: "[email protected]", addr: ["BJ", "SH"]}, {name: "Cat", age: 10, addr: ["SZ", "CD"]}])
{
  "acknowledged" : true,
  "insertedIds" : [
  ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"),
  ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273")
  ]
}

4.2 查询

我们查看一个集合中的文档，可以使用如下语法：

db.collection.find()
# collection 为集合名称

例如，我们查看 users 的文档：

db.users.find()

输出结果如下：

{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }

除此之外，我们还可以指定过滤条件：

# 查询姓名为 "Tom" 的文档
> db.users.find({"name":"Tom"})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }

# 或者使用 pretty 使得格式更明了
> db.users.find({"name":"Tom"}).pretty()
{
  "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"),
  "name" : "Tom",
  "age" : 20,
  "email" : "[email protected]",
  "addr" : [
      "BJ",
      "SH"
  ]
}

指定查询的过滤条件是通过在 find() 中使用相应的表达式：

db.users.find({ <field1>: <value1>, ... })

例如命令 db.users.find({"name":"Tom"}) ，以我们更熟悉的 SQL 操作表示如下：

SELECT * FROM users WHERE name="Tom"

这种方式仅仅对于使用等号(=) 而言，对于一些其它的操作符，在 MongoDB 中也有对应的实现，如下：

MongoDB SQL
$eq =
$gt >
$gte >=
$lt <
$lte <=
$ne !=
$in in
$nin not in
$and and
$or or
$not not
... ...

还有一个较为特殊的用法，为 $exists，判断是否存在。例如是否存在某个字段。

如上所示，我们列举了部分常见的运算符。

  • 对于数值判断，大于，小于等使用操作：
# 查看年龄 > 20 的文档
> db.users.find({"age": { $gt: 20}})
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }

# 查看年龄 <= 20 的文档
> db.users.find({"age": {$lte:20}})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }
  • 使用 $exists 和 $in :
# 查看不存在 email 字段的文档
> db.users.find({"email":{$exists: false}})
{ "_id" : ObjectId("5a571c8839c3d2e572244f63"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }

# 查看存在 email 字段的文档
> db.users.find({"email": {$exists: true}})
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }

# 查看年龄范围在 10 到 30 的文档
> db.users.find({"age": {$in: [10,30]}})
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }
  • 逻辑运算符 $and， $or ， $not 的使用：
# and 一般为隐式的使用，如下，查找年龄为 20，并且姓名为 Tom 的文档
> db.users.find({"age": 20, "name": "Tom"})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }

# 查看年龄 > 20 或 不存在 email 字段的文档
> db.users.find({$or: [{"age": {$gt: 20}}, {"email": {$exists: false}}]})
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }

# not 和 or 的使用方式类似，如下，查找年龄不为 20 的文档
> db.users.find({"age": {$not: {$eq: 20}}})
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }

另外，还有对字段为一个数组的查询操作：

  • $all 用来匹配数组中包含所有的指定元素。
# 查找 users 中 addr 包含 BJ 的文档
> db.users.find({"addr": {$all: ["BJ"]}})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
  • $elemMatch 查询数组中至少一个元素满足所有指定条件的文档。对于使用其使用方式，我们给出一个官方的示例：（以下只是示例，不用输入。）
# 如下所示的集合记录
{ _id: 1, results: [ 82, 85, 88 ] }
{ _id: 2, results: [ 75, 88, 89 ] }

# 使用 $elemMatch 进行查询。
db.collection.find(
    { results: { $elemMatch: { $gte: 80, $lt: 85 } } }
)

# 结果如下
{ "_id" : 1, "results" : [ 82, 85, 88 ] }
  • $size 匹配数组的大小，这里指的是数组长度。
# 查找 users 中 addr 数组长度为 2 的文档
> db.users.find({"addr": {$size: 2}})
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 30, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "age" : 20, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 10, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }

4.3 更新

对于文档的更新，与查询类似，使用如下语法：

db.collection.updateOne()     #更新一个文档
db.collection.updateMany()    #更新多个文档
db.collection.replaceOne()    #替换一个文档

对于更新操作，我们需要指定过滤条件，并且指定更新操作，如下：

db.collection.updateMany(
   <filter>,     #过滤条件
   <update>,     #更新操作
   ...
}

上面的省略号是部分配置操作，一般不常用，而对于具体的更新操作，即 ，有三种：

  • $set 修改字段的值，或者添加新的字段
# 修改姓名为 Tom 的 age 值为 18
> db.users.updateOne({"name": "Tom"}, {$set: {"age": 18}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }

> db.users.find({"name": "Tom"})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 18, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }

# 修改所有的 age 字段值为 22，可以使用 {} 即不使用过滤条件
> db.users.updateMany({}, {$set: {"age": 22}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 4, "modifiedCount" : 4 }

> db.users.find()
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "age" : 22, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 22, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "age" : 22, "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "age" : 22, "addr" : [ "SZ", "CD" ] }
  • $unset 删除字段
# 删除 Tom 的 email 字段，下述示例中使用的 "" 不影响操作
> db.users.updateOne({"name": "Tom"}, {$unset: {"email": ""}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }

> db.users.find({"name": "Tom"})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "age" : 22, "addr" : [ "BJ", "SH" ] }
  • $rename 重命名字段
# 修改所有的 age 字段名为 ages
> db.users.updateMany({"age": {exists: true}}, {rename: {"age": "ages"}})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 4, "modifiedCount" : 4 }

> db.users.find()
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ], "ages" : 22 }
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "addr" : [ "BJ", "SH" ], "ages" : 22 }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba272"), "name" : "Jim", "email" : "[email protected]", "addr" : [ "BJ", "SH" ], "ages" : 22 }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "addr" : [ "SZ", "CD" ], "ages" : 22 }

除了可以更新文档，还可以使用替代文档，例如使用新数据替换姓名为 Tom 的文档。

> db.users.replaceOne({"name": "Tom"}, {"name": "Tom", "age": 70, "company": "shiyanlou", "addr": ["CD"]})
{ "acknowledged" : true, "matchedCount" : 1, "modifiedCount" : 1 }

> db.users.find({"name": "Tom"})
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "ages" : 70, "company" : "shiyanlou", "addr" : [ "CD" ] }

4.4 删除

MongoDB 提供了如下删除文档的方法：

db.collection.deleteOne() 
db.collection.deleteMany()

简单示例如下：

# 删除 users 集合中姓名为 Jim 的文档
> db.users.deleteOne({"name": "Jim"})
{ "acknowledged" : true, "deletedCount" : 1 }
> db.users.find()
{ "_id" : ObjectId("5a162f95c63ea7db33dba26d"), "name" : "Aiden", "email" : "[email protected]", "addr" : [ "CD", "SH" ], "ages" : 22 }
{ "_id" : ObjectId("5a163138c63ea7db33dba270"), "name" : "Tom", "ages" : 70, "company" : "shiyanlou", "addr" : [ "CD" ] }
{ "_id" : ObjectId("5a163208c63ea7db33dba273"), "name" : "Cat", "addr" : [ "SZ", "CD" ], "ages" : 22 }

# 删除 users 集合中所有的记录，{} 不指定过滤条件，为集合中所有文档
> db.users.deleteMany({})
{ "acknowledged" : true, "deletedCount" : 3 }
> db.users.find()
>

MongoDB 数据库、集合、文档基本操作视频：

5. 总结

在本节内容中，我们主要介绍了如下的相关操作：

  • 数据库
    • 查看
    • 选择
    • 创建
  • 集合
    • 创建
    • 查看
    • 删除
  • 文档
    • 插入
    • 查询
    • 更新
    • 删除

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