MongoDB文档与集合.pdf

MongoDB 是一种流行的开源、非关系型数据库管理系统，以其灵活性和高性能而闻名。它采用文档存储模型，这里的“文档”是指键值对形式的数据结构，类似于 JSON 对象，但使用 BSON（Binary JSON）格式，允许存储更丰富的数据类型。文档是 MongoDB 的基本数据单元，而“集合”则是文档的集合，类似于传统关系型数据库（RDBMS）中的表格。 文档在 MongoDB 中具有以下特点： 1. 文档是无模式的，这意味着不同的文档可以在同一个集合中拥有不同的字段，且相同的字段可以有不同的数据类型。 2. 文档中的键值对是有顺序的，但这种顺序通常对应用程序是透明的，因为 MongoDB 的查询并不依赖键的顺序。 3. 文档的键是字符串，且不能重复，可以包含大多数 UTF-8 字符，但有一些限制，如不能包含空字符 `\0`，也不能以 `.` 和 `$` 开头，除非在特定环境中使用。 4. `_id` 键是一个特殊键，用于唯一标识每个文档，类似于 RDBMS 中的主键。默认情况下，如果没有提供 `_id`，MongoDB 会自动生成一个 ObjectId 值。 5. 文档可以嵌套，即一个文档内可以包含其他文档，实现复杂的数据结构。 集合是 MongoDB 数据库中的逻辑存储单元，具有以下特点： 1. 集合是动态模式的，这意味着集合不需要预先定义其结构，可以随时插入不同格式和类型的数据。 2. 集合的名称有特定的命名规范，不能为空，不能包含空字符 `\0`，也不能以 `system.` 开头，避免与系统集合冲突。 3. 用户创建的集合不应包含保留字符 `$`，除非访问系统创建的集合。 MongoDB 还提供了一种特殊的集合类型——“固定大小集合”（Capped Collections），用于实现高性能的队列功能。Capped Collections 有固定的存储容量，一旦达到上限，新插入的数据会替换最旧的数据，保持集合的大小不变。这使得它们适用于日志记录和其他需要按插入顺序管理数据的场景。创建 Capped Collection 时，需要指定大小（以字节为单位），并明确声明其为 capped。 在 Capped Collections 中，操作有以下特点： 1. 只能添加新对象，但不会增加存储空间。如果更新会导致超出大小限制，更新操作会失败。 2. 不支持删除单个文档，只能通过 `drop()` 方法删除整个集合。 3. 在 32 位系统上，Capped Collection 的最大存储容量为 1GB（1e9 字节）。 MongoDB 的文档和集合模型提供了高度的灵活性和可扩展性，适合处理大量结构化但不完全一致的数据，尤其适用于需要快速写入和查询的现代应用程序。通过理解文档和集合的概念，以及它们在 MongoDB 中的特性和操作，开发者能够有效地利用 MongoDB 来构建高效、可伸缩的数据库解决方案。