MONGODB学习之一

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简介

MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。他支持的数据结构非常松散,是类似json的bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是他支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。

特点

    它的特点是高性能、易部署、易使用,存储数据非常方便。主要功能特性有:
    *面向集合存储,易存储对象类型的数据。
    *模式自由。
    *支持动态查询。
    *支持完全索引,包含内部对象。
    *支持查询。
    *支持复制和故障恢复。
    *使用高效的二进制数据存储,包括大型对象(如视频等)。
    *自动处理碎片,以支持云计算层次的扩展性。
    *支持RUBY,PYTHON,JAVA,C++,PHP,C#等多种语言。
    *文件存储格式为BSON(一种JSON的扩展)。
    *可通过网络访问。

使用原理

“面向集合”(Collection-Oriented):数据通过Key-value形式存储集合(Collection)。每个集合在数据库中都有一个唯一的标识名,并且可以包含无限数目的文档。集合的概念类似关系型数据库(RDBMS)里的表(table),不同的是它不需要定义任何模式(schema),闪存高速缓存算法,能够快速识别数据库内大数据集中的热数据,提供一致的性能改进。
模式自由(schema-free),对于存储在mongodb数据库中的文件,不需要知道它的任何结构定义。如果需要的话,你完全可以把不同结构的文件存储在同一个数据库里。
存储在集合中的文档,被存储为键-值对的形式。键用于唯一标识一个文档,为字符串类型,而值则可以是各种复杂的文件类型。我们称这种存储形式为BSON(Binary Serialized Document Format)。[3] 

MongoDB已经在多个站点部署,其主要场景如下:

1)网站实时数据处理。它非常适合实时的插入、更新与查询,并具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性。
2)缓存。由于性能很高,它适合作为信息基础设施的缓存层。在系统重启之后,由它搭建的持久化缓存层可以避免下层的数据源过载。
3)高伸缩性的场景。非常适合由数十或数百台服务器组成的数据库,它的路线图中已经包含对MapReduce引擎的内置支持。
不适用的场景如下:
    1)要求高度事务性的系统。
    2)传统的商业智能应用。
    3)复杂的跨文档(表)级联查询。[4] 

系统介绍

分布式文件系统(Distributed File System)是指文件系统管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上,而是通过计算机网络与节点相连。分布式文件系统的设计基于客户机/服务器模式。一个典型的网络可能包括多个供多用户访问的服务器。另外,对等特性允许一些系统扮演客户机和服务器的双重角色。
HBase是一个分布式的、面向列的开源数据库,该技术来源于 Fay Chang 所撰写的Google论文“Bigtable:一个结构化数据的分布式存储系统。

设计特征

MongoDB 的设计目标是高性能、可扩展、易部署、易使用,存储数据非常方便。其主要功能特性如下。
    (1)面向集合存储,容易存储对象类型的数据。在MongoDB 中数据被分组存储在集合中,集合类似RDBMS 中的表,一个集合中可以存储无限多的文档。
    (2)模式自由,采用无模式结构存储。在MongoDB 中集合中存储的数据是无模式的文档,采用无模式存储数据是集合区别于RDBMS 中的表的一个重要特征。
    (3)支持完全索引,可以在任意属性上建立索引,包含内部对象。MongoDB的索引和RDBMS 的索引基本一样,可以在指定属性、内部对象上创建索引以提高查询的速度。除此之外,MongoDB 还提供创建基于地理空间的索引的能力。
    (4)支持查询。MongoDB 支持丰富的查询操作,MongoDB 几乎支持SQL中的大部分查询。
    (5)强大的聚合工具。MongoDB 除了提供丰富的查询功能外,还提供强大的聚合工具,如count、group 等,支持使用MapReduce 完成复杂的聚合任务。
    (6)支持复制和数据恢复。MongoDB 支持主从复制机制,可以实现数据备份、故障恢复、读扩展等功能。而基于副本集的复制机制提供了自动故障恢复的功能,确保了集群数据不会丢失。
    (7)使用高效的二进制数据存储,包括大型对象(如视频)。使用二进制格式存储,可以保存任何类型的数据对象。
    (8)自动处理分片,以支持云计算层次的扩展。MongoDB 支持集群自动切分数据,对数据进行分片可以使集群存储更多的数据,实现更大的负载,也能保证存储的负载均衡。
    (9)支持Perl、PHP、Java、C#、JavaScript、Ruby、C 和C++语言的驱动程序,MongoDB 提供了当前所有主流开发语言的数据库驱动包,开发人员使用任何一种主流开发语言都可以轻松编程,实现访问MongoDB 数据库。
    (10)文件存储格式为BSON(JSON 的一种扩展)。BSON 是对二进制格式的JSON 的简称,BSON 支持文档和数组的嵌套。
    (11)可以通过网络访问。可以通过网络远程访问MongoDB 数据库。

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