MongDB应用

题外话

       工作3年，了解的技术颇多，但都是一知半解，了解不是很透澈。用过的技术，就像猴子搬过的包谷，搬一个丢一个。几年风雨，真有点一缕清风过，片叶不沾身的味道。

为强化知识点，提升文档及学习能力，我把以前做过的各种技术点，建成一个分类工具库。在做好每一个技术工具库后，将自己的心得体会写成博客。

正文

一、简介

• 什么是MongoDB

         MongoDB是一种非关系型的基于分布式文档存储的数据库（系统）。支持的数据结构是类似json的BSON格式，而BSON格式本身就支持保存二进制格式的数据，

所以可以存储比较复杂的数据类型。主要解决海量数据访问效率问题和海量计算问题,达到高扩展性、高性能、灵活数据模型、高可用性。

• 特点

1. 安装部署简单，支持多种编程语言。
2. 使用二进制存储数据，适合存储各种大型媒体（音频）对象。
3. 无完整性约束，支持内嵌文档和数组，随时可以存储自定义的数据格式，支持运行时横向扩展、运行时索引操作。
4. 无对SQL语言解析过程和对表的锁定与解锁过程，减少很多额外开销。
5. 支持索引，又是基于键值对存储，使用内存映射访问数据库，有利于提高查询速度。
6. 支持分配预处理，其中就有提前给每个数据库分配增长大小的文件集，可避免潜在的文件碎片。
7. 支持复制，分片。

• 缺陷

1. 虽然支持内嵌和数组，但是在多表复杂关联情况下就会力不从心。
2. 无完整性约束，较难保证数据可靠性。
3. 预分配数据库空间可能造成存储浪费。

• 实用场景

1. 做缓存用：由于MongoDB是文件存储，可以保证数据不丢失；使用内存映射访问数据库，访问速度很高；单独服务，不会想IIS被GC自动回收。
2. 低成本：需快速开发，成本估计较低的项目。
3. 采集数据：适合存储用于统计功能的高并发采集数据。
4. 网站数据：MongoDB非常适合实时的插入，更新与查询，并具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性。

二、安装MongoDB

• 下载安装包

       下载地址：https://www.mongodb.com/download-center，根据自己的电脑配置下载相应的安装包。

我下载的是：mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-3.4.2-signed.msi 这个Windows功能增强“插件”。不用解压，方便直接安装。

         

• 建立安装文件夹

    在安装磁盘建立文件夹，我是安装在D盘，所以在D盘建立D:mongodb。内部手动再建立3个文件夹。D:mongodbdatadb，用于放数据库文件；

D:mongodblog，用于放日志文件；D:mongodbconf，用于存放配置文件。

• 正式安装

    点击安装，将数据库安装到D:mongodb文件夹下面，最终安装效果如图：

    

• 再在D盘建立两个文件夹，为副本集做准备（不做副本集，可以不管这一步）

         在D盘在新建2个文件夹，分别是mongodb1，mongodb2，再将mongodb文件夹中的信息复制粘贴到这2个文件夹里面。

     

• CMD将MongoDB安装为安装多个windows服务，并启动 

        分别在CMD中执行下面3个命令，生成windows服务。

        D:mongodbinmongod --port 27018 --dbpath D:mongodbdatadb --logpath d:mongodblogmongodb.log --replSet test

--logappend --serviceDisplayName "MongoDB"  --serviceName "MongoDB" --install 

        D:mongodb1inmongod --port 27019 --dbpath D:mongodb1datadb --logpath d:mongodb1logmongodb.log --replSet test

--logappend --serviceDisplayName "MongoDB1" --serviceName "MongoDB1" --install

        D:mongodb2inmongod --port 27020 --dbpath D:mongodb2datadb --logpath d:mongodb2logmongodb.log --replSet test

--logappend --serviceDisplayName "MongoDB2" --serviceName "MongoDB2" --install

      （replSet 是为了后面做副本集做准备，如果只是单服务，只需要执行第一个就可以了）

       下表为mongodb启动的参数说明：

      

  注意：mongodb拒绝访问

     该问题，有可能是因为你在cmd下没有权限所致，以管理员身份（win+x，然后A键）启动cmd以后，再执行你原来的命令就没问题了。

 或者使用配置文件形式：

mongo.config，在D:mongodbconf中创建配置文件mongo.config，内容如下：

dbpath = D:mongodbdatadb
logpath = D:mongodblogmongodb.log
logappend = true
directoryperdb = true
serviceName = MongoDB
serviceDisplayName = MongoDB
port = 27018
auth = true

cmd:D:mongodbinmongod --config D:mongodbconfmongo.config --serviceDisplayName "MongoDB"  --serviceName "MongoDB" --install 

启动服务：

            net start MongoDB

            net start MongoDB1。。。

     

三、可视化工具操作

    在网上找了一圈，找到很多工具强大的可视化工具。MongoDB Cloud Manager，MongoDB compass，MongoDB Atlas，

MongoClient，mongo-express，adminMongo，NoSQL Manager for MongoDB，robomongo都是比较好的工具，我选择使用

robomongo，原因就是网上说这款比较稳定，其他的没有具体试过，后期把每个拿来用用，看看他们的优缺点。

• 链接数据库

        如图所示，打开robomongo，点击file->connection，在MongoDB Connections 中可以操作链接设置。新建链接，点击create，

出现设置窗口，输入安装时配置的IP:Port,点击save即可。

    

       

• 数据库操作

    具体操作我看的 MongoDB查询文档，这个上面对MongoDB讲解比较全面，总结一句话，除了关键字与特殊操作符，其他都是JSON操作。

• 授权

db.createUser(
　　{
　　user:"lw",
　　pwd: "123123",
　　roles: [{ role: "readWrite", db: "LW_Test"}]
　　}
)
db.auth('lw','123123')

    

四、MongoDB副本集模式

        用多个节点进行同一数据的同步操作，使多个节点上都拥有同一数据的副本，并且在主节点出现故障的时候，通过内部心跳选举机制自动

重新选举一个节点成为主节点。如图所示：

       

特点

• 实现故障转移，提高容灾率（提高数据安全性和数据可用性）
• 可实现灾难恢复
• 无停机维护（如备份，索引重建，压实）
• 可实现读写分离。
• 副本集对应用程序是透明

串联数据库，实现副本集

• 连接主节点

     D:mongodbinmongo --port 27018

     

• 加节点配置   

config = { _id:"test", members:[
... {_id:0,host:"127.0.0.1:27018"},
... {_id:1,host:"127.0.0.1:27019"},
... {_id:2,host:"127.0.0.1:27020"}]
... }

     

        输出：

        

• 初始化配置

        rs.initiate(config);

        

• 查看集群节点状态

      rs.status();

        

• 测试：

        操作数据库之前是没有数据的，当想住节点插入数据以后，副节点异步同步数据成功。当更新主节点信息时，副节点信息也跟着更新。

        

       

       

• 故障转移测试

        将主节点停掉，连接副节点D:mongodbinmongo --port 27019，查看状态rs.status();可以看到主节点已经转移了。

       

五、功能难点-C#实现自增列

       MongDB自身是没有自增列的功能的，如果需要自增列功能，就需要另想办法。我用的是MongoDB.Driver中的FindOneAndUpdate+InsertData实现。

       首先数据库里面先有一行专门做标记行数的一行，每次插入之前需要在标记行里面去查询并修改行数据。

       

       代码如下：

1. /// <summary>
           /// 实现ID自增
           /// </summary>
           /// <param name="sender"></param>
           /// <param name="e"></param>
           private void btn_modified_Click(object sender, EventArgs e)
           {
               string name = txt_name.Text;
               string age = txt_age.Text;
               string friends = textBox1.Text;
               if (!string.IsNullOrWhiteSpace(name) && !string.IsNullOrWhiteSpace(age) && !string.IsNullOrWhiteSpace(friends))
               {
                   AutoIncrement autoIncrement = new AutoIncrement()
                   {
                       Name = name,
                       Age = Convert.ToDouble(age),
                       Friends = Convert.ToDouble(friends)
                   };
                   var mongoDBTest = new MongoDBTest();
                   var result = mongoDBTest.TestInsertModify(autoIncrement);
                   string resultStr = string.Empty;
                   //if (result != null)
                   //{
                   //    resultStr = "插入信息：姓名：" + result.Name + "-年龄:" + result.Age + "-朋友：" + result.Friends;
                   //}
                   txt_show.Text = resultStr;
               }
               else
               {
                   txt_show.Text = "请输入姓名-年龄-朋友个数";
               }
           }

    

       

         

六、补充

        1、实现读写分离还未实现，后续需要测试。

        2、持久化中间件:MongoDB.Bson

        3、推荐一篇文章，深入副本集：http://www.lanceyan.com/tech/mongodb_repset2.html

        4、下一篇写MSMQ应用。