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对比了mongoDB和主流数据库各自的特点,历史发展原因,介绍了MongDB的内部结构,基础操作,设计开发使用
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MongoDB 开发使用手册
一.基础部分
MongDB 简介
1. NOSQL 历史和产生原因
原因互联网用户数的增长和用户参与互联网习惯的改变
. 初始的静态内容网站,提供中心化的内容服务,
特点中心化,用户阅读内容
系统:
. 动态网页内容,电子商务和论坛网站出现。
特点用户访问动态内容,并提供少量内容
系统:
!博客出现去中心化网站出现。
特点:"#$ 网站的雏形 用户阅读内容,并开始更多地参与网站的交互
系统高并发访问,数据库压力增大 %&缓存的出现,并出现数据库集群的概
念
' 微博,淘宝等网站出现,以及云计算平台出现,如 ())(,百度广告,等大规模系统
特点用户重复参与网站交互,和内容提供,而系统需要对用户行为进行分析
系统:支持高并发,及时响应,并能够实现分布式计算
*:%&&+,#等 * 数据库,不仅仅是简单缓存,并能
够提供分布式要求,包括复制,分片,水平分区,并提供复杂格式的数据存储
总结
高并发读写操作
普通关系型数据库,很难满足高并发读写的要求,上万次读写的需求
海量数据存储
上亿用户产生大量数据,包括用户数据,访问日志,用户提供内容,用户状态记录等 ,
这种海量数据的存储,关系型数据库已经很难满足,尤其是从海量数据中提取和汇总
数据成为瓶颈
! 高可用性和高扩展性
关系型数据库也能支持,同步复制,水平分区扩展,但维护工作相当繁杂,并很难做
到热扩展
' 内存操作-快速.并发量高-非阻塞进程.硬盘回写-数据完整和高效的平衡.备份和恢复
复制-高可用性,和连续服务.分片-热扩展,海量数据.操作简单- *.,负载均衡,
分布式部署-局域网,和物理部分.事务支持
2. 主流的 NOSQL 介绍
数据库类型 开发语言 特性 应用场景
)/01 2(
特点:01 一致性,易于使用
使用许可:
协议: ,3
双向数据复制
持续进行或临时处理
处理时带冲突检查
因此,采用的是 %24%2 复制-见编注 .
4写操作不阻塞读操作
可保存文件之前的版本
24)-可靠的.设计
需要不时地进行数据压缩
视图:嵌入式 映射3减少
格式化视图:列表显示
支持进行服务器端文档验证
支持认证
根据变化实时更新
支持附件处理
因此,)/-独立的 5 应用程序.
需要 5/2 程序库
适用于数据变化较少,
执行预定义查询,进行
数据统计的应用程序。
适用于需要提供数据版
本支持的应用程序。
如 系统,数据统计
汇总
&+
特点:运行异常快
使用许可: 10
协议:类
读写操作异常快
较复杂的数据格式 链表,
! 事务支持
' 消息订阅 /#3/#
6 主从同步复制
7 硬盘回写
8 第三方 2&+( 支持
适用于数据变化快且数
据库大小可遇见-适合内
存容量.的应用程序
股票价格、数据分析、
实时数据搜集、实时通
讯
配置下发,全局实时数
据
)()&#
特点:保留了 一些友好的特性-查询,索
引.。
.大数据量查询和汇总
.分布式部署,和水平
使用许可: 9-发起者: .
协议: /)%#+2-1*.
支持 5:2+ 表达式
硬盘回写
! 主从复制和集群功能
' 内建分片机制
6 较快读写性能
7 大格式数据支持
8.空数据库大约占 ;#
<事务支持
扩展
数据统计汇总
业 务 数 据 库 , 替 代
*)'5 :
特点:基于关系的图形数据库
使用许可: 9,其中一些特性使用 93商
业许可
协议: ,3-或嵌入在 : 中.
.可独立使用或嵌入到 : 应用程序
.图形的节点和边都可以带有元数据
!.很好的自带 =# 管理功能
'.使用多种算法支持路径搜索
6.使用键值和关系进行索引
7.支持事务-用 :+.
8.使用 92%+ 图形遍历语言
<.支持 92)): 脚本
;.支持在线备份,高级监控及高可靠性支持
使用
适用于图形一类数据。
这是 *)'5 与其他 )
数据库的最显著区别
例如:社会关系,公共
交通网络,地图及网络
拓谱
,1 :
特点:支持数十亿行 > 上百万列
使用许可:
协议:,3-支持 2+?,见编注 '.
采用分布式架构 32&/
对实时查询进行优化
! 高性能 2+? 网关
' 通过在 2:2 端扫描及过滤实现对查询操
作预判
6 支持 >2))#/@和 #+2 的 ,
7 对配置改变和较小的升级都会重新回滚
8 不会出现单点故障
适用于偏好 1+(#.并
且需要对大数据进行随
机、实时访问的场合
报表,数据挖掘
%
. 快速
. 简单
!. 分布式支持和热扩展
A 数据库
数据库辅助缓存
3.Mongodb 概述
3.1.Mongodb 内部文件和内存管理
结构: Database,Collecon,Document
逻辑关系对比
)()&#
0#-数据库. 0#-数据库.
)B)-集合. #-表.
0)/%-文档. )=-行.
C+&-列. )-字段.
每个数据库都有相应的数据库文件
示例新建了两个数据库-.,并在两个 )B)-/2/2.分别插入记录
显示相关数据
D2))E))&#FG4
42=H24H24H2))2))64!8$8%)()&)I
42=44444442))2))788874!8$<$
42=44444442))2))!!66''!4!8$<
42=44444442))2))788874!8$<$
42=44444442))2))!!66''!4!8$<
42=44444442))2))788874!8$<
42=44444442))2))788874!8$<
&2=H24H24H2))2))'$;74!8$<J%
分别按两倍递增,7!7'<K9,最大为 9所以 %)()&# 单服务器和数据库
最大存储上限为 9
内存管理方式
. )()& 启动时,会载入相应文件到物理内存,并把内存管理交给系统,内存使用和结
构如下所示,如果数据量很大,%)()& 启动的速度会较慢
. 物理内存,虚拟内存,=
使用 映射文件到虚拟内存,并映射虚拟内存到实际的物理内存
!#+内存上限为 '949-内核占用.4$6 堆栈 L6即 ! 位系统的内存可寻址上限是 69
7#+内存上限为 所以 %)()&# 的单数据库上限也相应的增加
所以 ! 位系统 %)()& 的单数据库文件上限为 9
!. 物理文件被分成相应的块,每个块之间使用双向链表来连接
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