NoSQL——MongoDB副本集和文檔管理

一. 副本集

1. 介紹

• 副本集也稱為MongoDB複製
• 在多個伺服器上存儲數據，實現數據同步
• 提高數據可用性、安全性，方便數據故障恢復

2. MongoDB複製原理

• 至少需要兩個節點，其中一個是主節點，負責處理客戶端請求，其餘是從節點，負責複製主節點數據。
• 常見搭配：一主一從，一主多從
• 主節點記錄所有操作，從節點定期輪詢主節點獲取這些操作，對自己的數據副本做操作，保持一致。

3. 副本集實現方式

(1) 主從複製方式(宕機後需要手動配置，已不用）

(2) Replica Sets副本集

• 1.6版本後支持，由於主從複製方式
• 故障自動切換，自動修復成員節點，降低運維成本
• 類似於高可用集群

4. 配置Replica Sets

(1) 環境準備，3台主機

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

(2) 每台主機安裝MongoDB同時配置文件加上一行：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 #定義副本集名稱為rs1

(3) 配置節點信息

任意一台主機上執行如下操作：其中，config僅為名稱，可以自由定義。

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環境

rs.initiate(config)

(5) 查看副本信息

• 查看狀態信息： rs.status()
• 查看是否為master庫： rs.isMaster()
• 同步數據驗證，允許從庫查看數據（從庫默認只同步數據，不能操作數據）： db.getMongo().setSlaveOk()

二. 文檔管理

1. 插入文檔 save insert insertMany

• save: _id存在，則修改文檔欄位值，_id不存在，插入文檔
• insert: _id存在，放棄插入，_id不存在，插入文檔

#插入多行時，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. 查詢文檔 fine findOne

• 行數顯示限制：
• limit(數字) //顯示前幾行
• skip(數字) //跳過前幾行
• sort({欄位名}) //1升序，-1降序

db.aaa.find();
db.passwd.find({shell:"/sbin/nologin"},{_id:0,name:1,uid:1}).limit(5) #顯示前5行
db.passwd.find({shell:"/sbin/nologin"},{_id:0,name:1,uid:1}).skip(2).limit(5) #跳過前2行，再顯示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

• 範圍比較：
• 相等 {欄位名：值}
• 邏輯與 {欄位名：值，欄位名：值}
• 邏輯或 在....里 {欄位名:{$in:[值1,值2,........值n]}}
• 邏輯或 不在....里 {欄位名:{$nin:[值1,值2,........值n]}}
• 邏輯或 或者 {$or:[{欄位名：值},{欄位名：值},{欄位名：值}.....]}

db.passwd.find({name:"root",uid:0},{_id:0,name:1,uid:1}) #邏輯與，滿足兩個條件
db.passwd.find({name:{$in:["mail","root","xxx"]}},{name:1,_id:0}) #邏輯或,三個條件滿足幾個顯示幾個
db.passwd.find({name:{$nin:["root","xxx"]}},{name:1,_id:0}) #邏輯或
db.passwd.find({$or:[{uid:1},{uid:8},{name:"root"}]},{name:1,uid:1,_id:0})

• 正則匹配

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

• 數值比較
• $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號<=200
db.passwd.find({ uid:{$gte:0,$lte:5,$ne:3} },{_id:0,name:1,uid:1}) #0<=uid號<=5且!=3

• null匹配

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

3. 更新文檔

(1) update({條件},{修改的欄位})

【注】此格式只修改匹配文檔的第一行，且只留下修改的欄位，其他欄位均刪除。

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1})
#輸出
{ "name" : "root", "password" : "x", "uid" : 0 }
{ "name" : "bin", "password" : "x", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.update({uid:{$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})
#再次查詢，輸出
{ "name" : "bin", "password" : "x", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.find({password:"888"})
#修改的輸出
{ "_id" : ObjectId("5b861362798eac5b9bacbb9b"), "password" : "888" }

(2) update({條件},{$set:{修改的欄位} })

【注】此格式只修改匹配文檔的第一行，且只修改匹配的欄位，其他欄位不變。

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1}) #查詢
{ "name" : "bin", "password" : "x", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.update({uid:{$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}) #再次查詢
{ "name" : "bin", "password" : "999", "uid" : 1 } #只更新了這一行
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }

(3) update({條件},{$set:{修改的欄位} }, false, true)

【注】此格式修改所有的匹配文檔，且只修改匹配的欄位，其他欄位不變。

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1}) #查詢
{ "name" : "bin", "password" : "999", "uid" : 1 }
{ "name" : "daemon", "password" : "x", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "x", "uid" : 3 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{$set:{password:"FFF",gid:7}},false,true) #更新所有文檔
WriteResult({ "nMatched" : 3, "nUpserted" : 0, "nModified" : 3 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #更新後再次查詢
{ "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) 刪除與條件匹配的文檔欄位 update({條件},{$unset:{修改的欄位} })

db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #查詢
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1, "gid" : 7 }
{ "name" : "daemon", "password" : "FFF", "uid" : 2, "gid" : 7 }
{ "name" : "adm", "password" : "FFF", "uid" : 3, "gid" : 7 }
db.passwd.update({uid:{$lte:3}},{$unset:{gid:7}}) #刪除gid為7的列
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #刪除後查詢
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1 } #只刪除了第一個匹配的文檔的列
{ "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參數
WriteResult({ "nMatched" : 3, "nUpserted" : 0, "nModified" : 2 })
db.passwd.find({uid:{$lte:3}},{_id:0,name:1,uid:1,password:1,gid:1}) #再次查詢
{ "name" : "bin", "password" : "FFF", "uid" : 1 } #刪除了所有匹配文檔的列
{ "name" : "daemon", "password" : "FFF", "uid" : 2 }
{ "name" : "adm", "password" : "FFF", "uid" : 3 }

(5) 欄位值自加或自減 update({條件},{$inc:{欄位名:數字} })

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自減2，更新所有行

(6) 更新數組 $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})
#輸出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$push:{hobby:"dance"}}) #數組插入push
db.aaa.update({name:"tom"},{$push:{hobby:"dance"}}) #push可插入相同值
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#輸出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$addToSet:{hobby:"dance"}}) #數組插入addToSet
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#查詢可知，重複值插入不成功
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$addToSet:{hobby:"game"}}) #插入非重複值
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#輸出，插入成功
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance", "game" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$pop:{hobby:1}}) #刪除數組尾部元素pop 1
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#輸出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "sing", "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$pop:{hobby:-1}}) #刪除數組頭部元素 pop -1
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#輸出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "tennis", "movie", "dance", "dance" ] }
db.aaa.update({name:"tom"},{$pull:{hobby:"dance"}}) #刪除數組某個元素pull
db.aaa.find({name:"tom"},{_id:0,name:1,hobby:1})
#輸出
{ "name" : "tom", "hobby" : [ "tennis", "movie" ] }

4. 刪除文檔

• 刪除集合同時刪除索引：$drop()
• 刪除文檔不刪除索引：$remove()

db.bbb.drop() #刪除bbb集合
db.passwd.remove({name:"ftp"}) #條件刪除文檔
db.passwd.remove({}) #刪除所有文檔

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