MongoDB權威指南（6）- 高級主題

jopen 12年前發布 | 45K 次閱讀 MongoDB NoSQL數據庫

1.數據庫命令

mongoDB提供了范圍廣泛的數據庫命令，覆蓋了除create,read,update,delete之外的所有功能。比如我們前邊用到的getLastError命令，用來查看update時受影響的數量。

命令是如何工作的

這里有個你比較熟悉的例子:drop,如果從shell里刪除一個collection，我們運行db.test.drop().實際上，在內部執行的是drop命令，跟下邊用runCommand執行的操作是一樣的

> db.runCommand({"drop" : "test"});
{"nIndexesWas" : 1,"msg" : "indexes dropped for collection","ns" : "test.test","ok" : true }

作為結果返回的document叫做命令響應，包括了一些信息，如命令執行是否成功等。

實際上，mongoDB的命令被實現為一種對叫$cmd的collection的特殊查詢，runCommand只是使用參數進行了一次查詢，所以我們的drop也可以這樣寫

db.$cmd.findOne({"drop" : "test"});

當mongoDB服務器接到一個對$cmd的查詢時，使用一種特殊的邏輯來處理。幾乎所有的驅動都提供了runCommand方法來執行命令，實際上這些命令都可以通過執行查詢的方式來完成。

命令參考

到目前mongoDB支持75個以上的數據庫命令，而且這些命令越來越多，你可以通過兩種方式查看支持的命令列表，一是在shell里執行 db.listCommands()，二是在瀏覽器里訪問mongoDB的管理站點http://localhost:28017/_commands

下邊列出了一些最常用的命令：

buildInfo: {"buildInfo" : 1}, 返回mongoDB服務器版本和宿主操作系統的信息
collStats： {"collStats" : collection}，給出指定collection的統計信息，包括數據大小，分配的存儲控件，索引大小等
distinct： {"distinct" : collection, "key": key, "query": query} 返回在指定的collection里符合query條件的所有key的值
drop： {"drop" : collection}，刪除collection的說有數據
dropDatabase： {"dropDatabase" : 1}，刪除當前數據庫的所有數據
dropIndexes： {"dropIndexes" : collection, "index" : name}，刪除collection上名字為name的索引
findAndModify：參見第3章
getLastError： {"getLastError" : 1[, "w" : w[, "wtimeout" : timeout]]}，檢查此連接上最后操作的錯誤或狀態信息，可以指定一個選項，此命令將會阻塞直到w個salves復制了最后的那個操作或者時間超時（毫秒）
isMaster： {"isMaster" : 1}，檢查此服務器是master還是slave
listCommands： {"listCommands" : 1}，列出此服務器上所有可用命令
listDatabases： {"listDatabases" : 1}，列出服務器上所有數據庫
ping： {"ping" : 1}，檢查服務器是否正在運行，即使服務器處于鎖定狀體此命令也會立即返回
renameCollection： {"renameCollection" : a, "to" : b}，將collection的名字從a改為b
repairDatabase：{"repairDatabase" : 1}, 修復并壓縮當前數據庫
serverStatus：{"serverStatus" : 1}，獲取此服務器的管理統計信息

2.Capped Collections

mongoDB還支持一種特殊的collection叫Capped Collections,這種collection是事先創建并且是大小固定的。固定大小就帶來了一個問題，如果collection滿了之后對其執行插入該如何處理。Capped Collection的工作方式像一個循環隊列，如果空間用完了，那么最舊的數據會被刪除掉，新數據會取代舊數據的位置。這就是說，隨著新 document的插入，最舊的document會自動消亡。

某些操作在Capped Collection上是不允許執行的。不允許執行document刪除，也不允許執行會導致document移動的更新(使document變大的更新),這樣就可以保證Capped Collections里的document是按照插入順序存儲的。

特性和用例

Capped Collection的這些特點和限制會產生有趣的特性。首先是插入很快，執行插入的時候不再需要分配空間，服務器就不用查詢空閑列表，插入的 document直接放在collection的尾部。缺省情況下，也不會更新索引，所以一次插入本質上就是一次內存拷貝。另外一個特性是，按插入順序查詢很快，document是按照插入順序存儲的，只需要按它們在磁盤上的順序遍歷。最后，舊數據的自動消亡也是個有用的特性。包括了上述3個特性的 Capped Collection對某些用例特別適用，如日志，實際上Capped Collection原本就是設計來存儲內部復制日志的。另外還有個好的用例，緩存小規模的document。

創建Capped Collections

> db.createCollection("my_collection", {capped: true, size: 100000});
{ "ok" : true }

另外還可以指定document的數量上限，如下

> db.createCollection("my_collection", {capped: true, size: 100000, max: 100});
{ "ok" : true }

將一個普通collection轉化為Capped Collection

> db.runCommand({convertToCapped: "test", size: 10000});
{ "ok" : true }

自然排序

自然排序是Capped Collection上的一種特殊排序，就是按照磁盤上的存儲順序排序。當然也可以按反存儲順序排序，指定參數-1.

> db.my_collection.find().sort({"$natural" : -1})

循環游標（Tailable Cursors）

循環游標只能用于Capped Collection上，循環游標是一種特殊的持久性的游標，在結果集耗盡之后并不會關閉，當有了新document插入到collection之后，它可以繼續取出。shell不支持循環游標。

3.GridFS: 存儲文件

GridFS是mongoDB里的存儲二進制大文件的機制。使用GridFS最簡單的方式就是使用mongofiles工具，這個工具在分發包里邊有。下邊演示了如何使用mongofiles上傳下載列出文件。

$ echo "Hello, world" > foo.txt
$ ./mongofiles put foo.txt connected to: 127.0.0.1 added file: { _id: ObjectId('4c0d2a6c3052c25545139b88'),
filename: "foo.txt", length: 13, chunkSize: 262144,
uploadDate: new Date(1275931244818),
md5: "a7966bf58e23583c9a5a4059383ff850" }
done! $ ./mongofiles list connected to: 127.0.0.1 foo.txt 13 $ rm foo.txt
$ ./mongofiles get foo.txt connected to: 127.0.0.1 done write to: foo.txt
$ cat foo.txt
Hello, world

ps：如果你使用的是windows控制臺，需要把rm命令換成del，把cat命令換成type

mongofiles還支持search和delete。

GridFS是一個基于普通document之上的文件存儲規范，mongoDB服務器對GridFS請求幾乎沒有做任何特殊處理，所有的工作都是客戶端驅動和工具完成的。

GridFS的基本思想是將大文件分割成多個塊，每個塊存儲為一個document，除了存儲文件的每個塊外，還有個單獨的document把這些塊組織在一起，并且包含了文件的元數據信息。

GridFS中的塊有自己的collection，缺省是使用fs.chunks，文件元數據存儲在另外一個collection，缺省為fs.files。

4.服務器端腳本

db.eval函數允許你在服務器端執行javascript代碼，將javascript字符串傳遞給服務器，然后返回結果。

db.eval可以用來模擬事務，db.eval會鎖定數據庫，執行javascript，然后解鎖數據庫。雖然沒有回滾，這也能夠讓你保證一組操作是按順序執行。

代碼可以包裝進一個function發送也可以不包裝，下邊兩行是等價的

> db.eval("return 1;")1 > db.eval("function() { return 1; }")1

如果要傳遞參數的話，就必須將代碼封裝進函數了

> db.eval("function(x,y,z) { return x + y + z; }", [num1, num2, num3])

Stored Javascript

mongoDB里的每個數據庫都有個特殊的collection叫system.js，用于存儲javascript變量，這些變量可以在任意的 javascript上下文中使用，包括"$where"子句、db.eval調用、MapReduce任務等。通過簡單的插入就可以添加 javascript變量了。

> db.system.js.insert({"_id" : "x", "value" : 1})> db.system.js.insert({"_id" : "y", "value" : 2})> db.system.js.insert({"_id" : "z", "value" : 3})

這樣就在全局范圍定義了x、y、z三個變量，如果你想求它們的和

> db.eval("return x+y+z;")6

system.js同樣可以存儲javascript代碼，例如，你想創建一個日志打印函數

> db.system.js.insert({"_id" : "log", "value" :
... function(msg, level) {
... 　　var levels = ["DEBUG", "WARN", "ERROR", "FATAL"];
... 　　level = level ? level : 0; // check if level is defined ... 　　var now = new Date();
... 　　print(now + " " + levels[level] + msg);
... }})

那么你就可以在任何javascript上下文中調用此函數了

> db.eval("x = 1; log('x is '+x); x = 2; log('x is greater than 1', 1);");

數據庫日志中就會包含下邊的內容

Fri Jun 11 2010 11:12:39 GMT-0400 (EST) DEBUG x is 1
Fri Jun 11 2010 11:12:40 GMT-0400 (EST) WARN x is greater than 1

5.數據庫引用(Database References/DBRef)

一個DBRef就是一個嵌入的document，和其他的嵌入document一樣，但是必須有一些特殊的key。如下

{"$ref" : collection, "$id" : id_value}

這個DBRef引用了collection和id_value,使用這兩個值就可以唯一確定一個document。如果要引用其他數據庫的document，還需要第三個key,即"$db"

{"$ref" : collection, "$id" : id_value, "$db" : database}

Note:DBRef里邊的key的順序是有影響的，第一個必須是"$ref"，然后是"$id"，然后是可選的"$db"。

由于mongoDB是非關系型的（無join)，document之間的引用（外鍵）通常是客戶端通過額外的查詢來完成的。mongoDB里有兩種常用的做法，一是簡單的手動引用，另外就是DBRef標準，很多驅動都是支持DBRef的。

簡單的手動引用

一般來說，手動寫代碼來處理引用的辦法用起來還是不錯的，我們只需要把另外的document的_id的值存起來，然后進行查詢，如：

> // grab a random blog post: > p = db.postings.findOne();
{
    "_id" : ObjectId("4b866f08234ae01d21d89604"),
    "author" : "jim",
    "title" : "Brewing Methods" }> // get more info on author of post p > a = db.users.findOne( { _id : p.author } )
{ "_id" : "jim", "email" : "jim@gmail.com" }> // inverse: given an author, find all blog posts for the author > db.postings.find( {author : a._id } )

DBRef

各個驅動對DBRef的實現不太一樣，不是所有的驅動都把DBRef當成普通的嵌入document，有些提供了一個特殊類型來自動轉換。C#中使用一個叫DBRef的類，構造函數有兩個參數，collection的名字和_id,然后就可以用FollowReference方法來獲取引用的 document。

在javascript（shell）中，如下例：

> x = { name : 'Biology' }
{ "name" : "Biology" }> db.courses.save(x)> x
{ "name" : "Biology", "_id" : ObjectId("4b0552b0f0da7d1eb6f126a1") }> stu = { name : 'Joe', classes : [ new DBRef('courses', x._id) ] }// or we could write: // stu = { name : 'Joe', classes : [ {$ref:'courses',$id:x._id} ] } > db.students.save(stu)> stu
{
        "name" : "Joe",
        "classes" : [
                {
                        "$ref" : "courses",
                        "$id" : ObjectId("4b0552b0f0da7d1eb6f126a1")
                }
        ],
        "_id" : ObjectId("4b0552e4f0da7d1eb6f126a2")
}> stu.classes[0]
{ "$ref" : "courses", "$id" : ObjectId("4b0552b0f0da7d1eb6f126a1") }> stu.classes[0].fetch()
{ "_id" : ObjectId("4b0552b0f0da7d1eb6f126a1"), "name" : "Biology" }>

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