NoSQL——MongoDB副本集和文档管理

一. 副本集

1. 介绍

• 副本集也称为MongoDB复制
• 在多个服务器上存储数据，实现数据同步
• 提高数据可用性、安全性，方便数据故障恢复

2. MongoDB复制原理

• 至少需要两个节点，其中一个是主节点，负责处理客户端请求，其余是从节点，负责复制主节点数据。
• 常见搭配：一主一从，一主多从
• 主节点记录所有操作，从节点定期轮询主节点获取这些操作，对自己的数据副本做操作，保持一致。

3. 副本集实现方式

(1) 主从复制方式(宕机后需要手动配置，已不用）

(2) Replica Sets副本集

• 1.6版本后支持，由于主从复制方式
• 故障自动切换，自动修复成员节点，降低运维成本
• 类似于高可用集群

4. 配置Replica Sets

(1) 环境准备，3台主机

• 192.168.4.51： 27051 主
• 192.168.4.52： 27052 从
• 192.168.4.53： 27053 从

(2) 每台主机安装MongoDB同时配置文件加上一行：replSet rs1

vim /usr/local/mongodb/etc/mongodb.conf 
 logpath=/usr/local/mongodb/log/mongodb.log
 logappend=true
 dbpath=/usr/local/mongodb/data/db
 fork=true
 port=27051
 bind_ip=192.168.4.51
 replSet=rs1 #定义副本集名称为rs1

(3) 配置节点信息

任意一台主机上执行如下操作：其中，config仅为名称，可以自由定义。

config={
 _id:"rs1",
 members:[ 
 {_id:0,host:"192.168.4.51:27051"}, 
 {_id:1,host:"192.168.4.52:27052"}, 
 {_id:2,host:"192.168.4.53:27053"}
 ]
}

(4) 初始化Replica Set环境

rs.initiate(config)

(5) 查看副本信息

• 查看状态信息： rs.status()
• 查看是否为master库： rs.isMaster()
• 同步数据验证，允许从库查看数据（从库默认只同步数据，不能操作数据）： db.getMongo().setSlaveOk()

二. 文档管理

1. 插入文档 save insert insertMany

• save: _id存在，则修改文档字段值，_id不存在，插入文档
• insert: _id存在，放弃插入，_id不存在，插入文档

#插入多行时，insert和insertMany都可以
db.aaa.insert([{name:"aaa",home:"beijing"},{name:"bbb",home:'shenzhen'}]) 
db.aaa.insertMany([{name:"newa",home:"beijing"},{name:"newb",home:'shenzhen'}])

2. 查询文档 fine findOne

• 行数显示限制：
• limit(数字) //显示前几行
• skip(数字) //跳过前几行
• sort({字段名}) //1升序，-1降序

db.aaa.find();
db.passwd.find({shell:"/sbin/nologin"},{_id:0,name:1,uid:1}).limit(5) #显示前5行
db.passwd.find({shell:"/sbin/nologin"},{_id:0,name:1,uid:1}).skip(2).limit(5) #跳过前2行，再显示5行
db.passwd.find({shell:"/sbin/nologin"},{_id:0,name:1,uid:1}).sort({uid:1}) #uid升序排列
db.passwd.find({shell:"/sbin/nologin"},{_id:0,name:1,uid:1}).sort({uid:-1}) #uid降序排列

• 范围比较：
• 相等 {字段名：值}
• 逻辑与 {字段名：值，字段名：值}
• 逻辑或 在....里 {字段名:{$in:[值1,值2,........值n]}}
• 逻辑或 不在....里 {字段名:{$nin:[值1,值2,........值n]}}
• 逻辑或 或者 {$or:[{字段名：值},{字段名：值},{字段名：值}.....]}

db.passwd.find({name:"root",uid:0},{_id:0,name:1,uid:1}) #逻辑与，满足两个条件
db.passwd.find({name:{$in:["mail","root","xxx"]}},{name:1,_id:0}) #逻辑或,三个条件满足几个显示几个
db.passwd.find({name:{$nin:["root","xxx"]}},{name:1,_id:0}) #逻辑或
db.passwd.find({$or:[{uid:1},{uid:8},{name:"root"}]},{name:1,uid:1,_id:0})

• 正则匹配

db.passwd.find({name:/^a/ },{_id:0,name:1,uid:1}) #匹配名字a开头
db.passwd.find({name:/p$/ },{_id:0,name:1,uid:1}) #匹配名字p结尾

• 数值比较
• $lt(<) $lte(<=) $gt(>) $gte(>=) $ne(!=)

db.passwd.find({ uid:{$lt:5} },{_id:0,name:1,uid:1}) #uid<5
db.passwd.find({ uid:{$gt:1000} },{_id:0,name:1,uid:1}) #uid>1000
db.passwd.find({ uid:{$gte:100,$lte:200} },{_id:0,name:1,uid:1}) #100<=uid号<=200
db.passwd.find({ uid:{$gte:0,$lte:5,$ne:3} },{_id:0,name:1,uid:1}) #0<=uid号<=5且!=3

• null匹配

db.passwd.save({name:null,uid:null})
db.passwd.find({name:null})

3. 更新文档

(1) update({条件},{修改的字段})

【注】此格式只修改匹配文档的第一行，且只留下修改的字段，其他字段均删除。

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1})
#输出
{ "name" : "root", "password" : "x", "uid" : 0 }
{ "name" : "bin", "password" : "x", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{password:"888"}) #更新
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1})
#再次查询，输出
{ "name" : "bin", "password" : "x", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.find({password:"888"})
#修改的输出
{ "_id" : ObjectId("5b861362798eac5b9bacbb9b"), "password" : "888" }

(2) update({条件},{$set:{修改的字段} })

【注】此格式只修改匹配文档的第一行，且只修改匹配的字段，其他字段不变。

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1}) #查询
{ "name" : "bin", "password" : "x", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{$set:{password:"999"}}) #更新
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1}) #再次查询
{ "name" : "bin", "password" : "999", "uid" : 1 } #只更新了这一行
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }

(3) update({条件},{$set:{修改的字段} }, false, true)

【注】此格式修改所有的匹配文档，且只修改匹配的字段，其他字段不变。

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1}) #查询
{ "name" : "bin", "password" : "999", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{$set:{password:"FFF",gid:7}},false,true) #更新所有文档
WriteResult({ "nMatched" : 3, "nUpserted" : 0, "nModified" : 3 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #更新后再次查询
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1, "gid" : 7 } #所有行都更新了
{ "name" : "daemon", "password" : "FFF", "uid" : 2, "gid" : 7 }
{ "name" : "adm", "password" : "FFF", "uid" : 3, "gid" : 7 }

(4) 删除与条件匹配的文档字段 update({条件},{$unset:{修改的字段} })

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #查询
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1, "gid" : 7 }
{ "name" : "daemon", "password" : "FFF", "uid" : 2, "gid" : 7 }
{ "name" : "adm", "password" : "FFF", "uid" : 3, "gid" : 7 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{$unset:{gid:7}}) #删除gid为7的列
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #删除后查询
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1 } #只删除了第一个匹配的文档的列
{ "name" : "daemon", "password" : "FFF", "uid" : 2, "gid" : 7 }
{ "name" : "adm", "password" : "FFF", "uid" : 3, "gid" : 7 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{$unset:{gid:7}},false,true) #加上false,true参数
WriteResult({ "nMatched" : 3, "nUpserted" : 0, "nModified" : 2 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #再次查询 
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1 } #删除了所有匹配文档的列
{ "name" : "daemon", "password" : "FFF", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "FFF", "uid" : 3 }

(5) 字段值自加或自减 update({条件},{$inc:{字段名:数字} })

db.passwd.update({ uid:{$lte:5} },{ $inc:{uid:1} }) #uid自加1，只更新第一行
db.passwd.update({ uid:{$lte:5} },{$inc:{uid:1}} , false, true ) #uid自加1，更新所有行
db.passwd.update({ uid:{$lte:5} },{$inc:{uid:-2}}, false, true ) #uid自减2，更新所有行

(6) 更新数组 $push $addToSet $pop $pull

db.aaa.insert({name:"tom",hobby:["sing","tennis","movie"]}) #插入
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#输出 
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$push:{hobby:"dance"}}) #数组插入push
db.aaa.update({name:"tom"},{$push:{hobby:"dance"}}) #push可插入相同值
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#输出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$addToSet:{hobby:"dance"}}) #数组插入addToSet
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#查询可知，重复值插入不成功
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$addToSet:{hobby:"game"}}) #插入非重复值
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#输出，插入成功
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance", "game" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$pop:{hobby:1}}) #删除数组尾部元素pop 1
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#输出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$pop:{hobby:-1}}) #删除数组头部元素 pop -1
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#输出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$pull:{hobby:"dance"}}) #删除数组某个元素pull
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#输出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "tennis", "movie" ] }

4. 删除文档

• 删除集合同时删除索引：$drop()
• 删除文档不删除索引：$remove()

db.bbb.drop() #删除bbb集合
db.passwd.remove({name:"ftp"}) #条件删除文档
db.passwd.remove({}) #删除所有文档