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如何学好 MongoDB

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开发者如何学好 MongoDB

作为一名研发，数据库是或多或少都会接触到的技术。MongoDB 是热门的 NoSQL 之一，我们怎样才能学好 MongoDB 呢？ 本篇文章，我们将从以下几方面讨论这个话题：

  1. MongoDB 是什么
  2. 我如何确定我需要学习 MongoDB
  3. 开发者应该掌握 MongoDB 的哪些知识
  4. 学习的选择和困境

我们先来了解一下，MongoDB 为何物。 NoSQL 泛指非关系型数据库，该词是关系型数据库（即 SQL）的相对称呼。MongoDB 是非关系型数据库（NoSQL）中较为人熟知的一种。它拥有很多优秀特性，例如高性能、高可用、支持丰富的查询语句、无需预定义数据模型和水平可伸缩等，适合存储结构化、半结构化的文档和特定格式的文档，这些特性使它受到众多开发者的青睐。 我们通过几个例子来看看 MySQL 与 MongoDB 的差异。 与 MySQL 数据库不同的是，MongoDB 不需要预先定义表和字段，这正是它灵活性的体现。MongoDB 可以拥有多个数据库，每个数据库可以拥有多个集合，每个集合可以存储多份文档，这种关系与 SQL 数据库中的“数据库、表、数据”相当。下图描述了 MongoDB 中数据库、集合和文档的关系： 数据库 fotoo 中有两个集合，它们分别是 player 和 books。每个集合中都包含了许多文档，例如集合 books 中关于书籍《红楼梦》的文档，集合 player 中关于球员 James 的文档。 在查询方面，一个简单的 MySQL 查询语句为 SELECT * FROM tablename，对应的 MongoDB 查询语句为 db.tablename.find()。在面对多步骤的查询条件时，MongoDB 更游刃有余。例如： “统计数据库 artic 中 score 大于 70 且小于 90 的文档数量” 这样的需求，用 MongoDB 的聚合操作就可以轻松完成，对应示例如下：

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\> db.artic.aggregate([
... {$match: {score: {$gt: 70, $lt: 90}}},
... {$group: {_id: null, number: {$sum: 1}}}
... ])

这个例子或许简单了些，在 MySQL 中我们可以用 count 和 where 完成，但如果复杂度再提高四五个等级呢？例如在此基础上增加对某个字段的运算、替换、排序、分组计数、增删字段，用 MySQL 来实现就会很头疼，而 MongoDB 的聚合可以让我们轻松地完成这类复杂需求。

我如何确定我需要学习 MongoDB

MongoDB 是近些年涌现的几十种 NoSQL 中第一梯队的成员，另外一个为人熟知的是 Redis。你可能会有”我如何确定我需要学习 MongoDB 呢？“ 这样的疑问，面对这个问题，我们可以通过 MongoDB 的特点和应用场景着手。

  • MongoDB 适合存储结构确定或不确定的文档。例如爬虫爬取的信息常缺失字段的情况或字段参差不齐的情况；
  • 对数据库可用性要求较高的情况。MySQL 这类数据库要做到负载均衡、自动容灾和数据同步需要借助外部工具，而 MongoDB 的复制集可以让我们轻松完成这一系列的工作。相对接借助第三方工具来说，复制集的稳定性更高。
  • 分库分表是 WEB 开发中常用到的数据库优化手段，MySQL 的分库分表要考虑的问题非常多，例如字段冗余、数据组装跨节点分页、排序和数据迁移等，而 MongoDB 的分片可以让我们轻松完成“分库分表”的工作。MongoDB 的分片机制使我们不必将心思放在由“分库分表”带来的问题，而是专注于具体需求。
  • 同样的，MySQL 的权限控制、定义数据模型、数据库备份和恢复等功能在 MongoDB 上也有。
  • MongoDB 中支持地理位置的存储和查询，这意味着 MongoDB 可以用于共享单车、共享雨伞、汽车定位等业务中。

我们常用的关系型数据库无法满足 WEB2.0 时代的需求，在实际应用中暴露了很多难以克服的问题。NoSQL 的产生就是为了解决例如海量数据的存储、弹性可伸缩和灵活性等方面的挑战，所以作为一名合格的开发者，应该抽空学习 SQL 以外的数据库知识。

开发者应该掌握 MongoDB 的哪些知识

学习前，我们需要明白自身定位：专业 DBA 或者日常开发使用。MongoDB 有完善的培训体系和对应的认证考试，对于希望成为专业 DBA 的朋友我建议到 MongoDB 官方网站了解。而对于仅需要满足日常开发需求的朋友，我建议学习的内容如下：

  • MongoDB 在各个平台的安装方法
  • MongoDB 数据库和集合的基本操作
  • MongoDB 文档 CRUD 操作，包括能够丰富 CRUD 的投影和修饰符等
  • MongoDB 流式聚合操作，这能够在数据库层面轻松完成复杂数据的处理，而不是用编程语言来处理
  • MongoDB 的数据模型，虽然它可以存储不规则的文档，但有些情况下定义数据模型可以提高查询效率

当然，除了这些基本操作之外我们还可以学习更多的知识提高个人竞争力，这些知识是：

  • MongoDB 执行计划和索引，执行计划可以让我们清楚的了解到查询语句的效率，而索引则是优化查询效率的常用手段
  • MongoDB 的复制集，这是提高 MongoDB 可用性，保证数据服务不停机的最佳手段
  • MongoDB 的分片，分片能够在数据量变得庞大之后保证效率
  • MongoDB 的事物，如果你将 MongoDB 用于 WEB 网站，那么事物是你必须学习的知识
  • MongoDB 数据库备份和还原，有了复制集后，备份就显得不是那么重要了，但并不是没有这个需求。而且 MongoDB 的备份可以精细到文档，这就非常有意义了。

学习的选择和困境

有一定工作经验的开发者，大多数情况下都会选择自学。有些在网上搜索对应的文章，有些则直接翻阅官方文档。我推荐的方式是翻阅官方文档，在遇到难以理解的观点时通过搜索引擎查找网友分享的文章。 自学的优点很多，缺点也很明显。例如：

  • 断断续续的学习，难以保持专注导致知识吸收不好
  • 耗费时间很长，虽然知道应该学习哪些方面的知识，但文档并不是按你所想而规划的，所以翻阅文档要费很多功夫
  • 知识不成体系，东看看西看看，没有归纳容易忘记
  • 学习就需要记笔记，这又是一件很费时间的事情
  • 官方文档有些观点难以理解，卡在半路很难受
  • 零星学了一两个月，也不确定学会了没有，内心毫无把握

如果不自学，就得找一些成体系的课程来帮助自己快速进步，少走弯路。知识付费时代，在条件允许的情况下适当地投入也是很好的选择。但面对动辄几百块的视频课程，不少开发者还是感觉略有压力，毕竟我们搬砖的经济压力也非常大。培训班就更不用说了，很少有专业教授单个数据库知识的，而且费用比视频课程更贵。 考虑到这些问题，这里推荐韦世东的 GitChat 文章 《超高性价比的 MongoDB 零基础快速入门实战教程》，这也是一个收费教程，但它售价不到 10 块钱。文章作者韦世东是：图灵签约作者、电子工业出版社约稿作者，华为云认证云享专家、掘金社区优秀作者、GitChat 认证作者，开源项目 aiowebsocket 作者。所以在文章质量上，大家可以放心。 这篇文章的内容几乎囊括了上面我们提到的所有知识点，看完这篇仅 5 万词的文章，你将收获：

  • 文档的 CRUD 操作和 Cursor 对象
  • 掌握流式聚合操作，轻松面对任何数据处理需求
  • 了解 MongoDB 的查询效率和优化
  • 如何提高 MongoDB 的可用性
  • 如何应对数据服务故障
  • 理解 MongoDB 的访问控制
  • 学会用数据模型降低数据冗余，提高效率
  • 掌握 mongodump 数据备份与还原方法

这样就可以胜任日常开发中对数据库操作能力的要求了。这篇文章适合对 MongoDB 感兴趣的零基础开发者或者有一定基础，想要继续巩固和加深学习的开发者。文章篇幅很长，内容详尽，不乏优质配图，例如描述复制集节点关系的图： 描述节主点掉线，重新选举主节点的图 如果你觉得有学习 MongoDB 的需要，且这篇文章规划的内容是你想要的内容，那么请长按下方图片识别二维码，前往订阅文章吧！

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