一、背景介紹

在介紹 MongoDB 之前，我先介紹一下業務開發的時候遇到的痛點，以便大家對它有一個更加清晰的認識！

最近在用數據庫存儲數據的時候發現這么一個坑，例如從消息隊列中監聽消息的時候，原來的做法是將監聽的消息數據存儲在數據庫，以便好對異常消息數據進行追溯，消息內容使用text類型存儲，起初因為數據內容很短，沒啥毛病，但是當隨著業務的擴展，收到的消息內容越來越長，最后發現數據庫中的text字段類型無法很好的支持查詢，于是在這個時候，就開始考慮采用更加合適的數據庫來存儲這種消息數據！

在經過一番討論之后，對于這種 json 類型的消息數據的存儲，大家一致認為采用 MongoDB 是最佳的選擇！

據官方介紹，MongoDB 是一個介于關系數據庫和非關系數據庫之間的產品，是非關系數據庫當中功能最豐富、最像關系數據庫的一款高性能的 NoSQL 數據庫。

MongoDB 將數據存儲為一個文檔，數據結構由鍵值(key=>value)對組成。

其中的文檔類似于 JSON 對象。字段值可以包含其他文檔、數組及文檔數組，數據結構的支持非常靈活！

的確，在使用的過程當中，正如所介紹的，數據的存儲和查詢，性能極快，而且很好的滿足我們的需求！

話不多說，下面我們就一起來了解一下，這款數據庫應該如何使用！

二、環境配置

在學習它之前，我們需要先搭建好環境，MongoDB 的安裝也非常簡單！

2.1、Windows 平臺

如果你是 Windows 平臺，MongoDB 提供了可用于 32 位和 64 位系統的預編譯二進制，安裝基本是傻瓜式的操作，登錄 MongoDB 官網并且下載安裝包，然后一步一步的操作即可！

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2.2、Linux 平臺

生產環境基本都是 Linux 平臺，為了和生產保持一致，小編采用的服務器是CentOS7，安裝過程也比較簡單！

• 創建資源文件

sudo vim /etc/yum.repos.d/mongodb-org-4.0.repo

• 編輯內容如下

[mongodb-org-4.0]
name=MongoDB Repository
baseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/4.0/x86_64/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-4.0.asc

• 運行以下命令安裝 mongodb

sudo yum install -y mongodb-org

• 安裝完成之后，配置mongod.conf允許遠程連接

#編輯mongod.conf
vim /etc/mongod.conf
#將net:bindIp: 127.0.0.1 改為 0.0.0.0
net:
   bindIp:0.0.0.0

• 最后啟動服務

#開啟服務
systemctl start mongod

#其他服務
#關閉服務
systemctl stop mongod

#重啟服務
systemctl restart mongod

#開機自啟
systemctl enable mongod

至此，環境配置已經完成！

三、數據庫操作

MongoDB 的數據操作，是開發人員接觸最頻繁的部分，第一次使用的時候，你會發現它和我們傳統使用的 sql 腳本命令完全不同，但是又類似，下面我們就一起來深入的了解下！

3.1、進入 MongoDB

進入 MongoDB 服務很簡單，輸入如下命令即可進入！

mongo

例如，在CentOS里面輸入命令之后，進入的服務界面如下：

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3.2、創建數據庫

MongoDB 創建數據庫的語法格式如下：

use DATABASE_NAME

如果數據庫不存在，則創建數據庫，否則切換到指定數據庫。

輸入如下命令，可以查詢數據庫列表

#查詢數據庫列表
show dbs

#命令輸出結果：
admin
config
local

可以看到，當前 MongoDB 有三個數據庫！

輸入如下命令，可以切換到admin數據庫

use admin

輸入db命令，還可以查詢當前數據庫

db

3.3、創建用戶

默認的情況下，是沒有用戶的，也無法操作數據庫，因此我們需要創建一個用戶，同時給他分配權限！

3.3.1、創建一個管理員用戶

創建一個用戶、密碼都是admin的用戶，同時給這個用戶分配userAdminAnyDatabase角色，指定的數據庫為admin！

#創建一個admin用戶
db.createUser(
{
  user: "admin",
  pwd: "admin",
  roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
})

其中字段含義如下：

• user：用戶的名字；
• pwd：用戶的密碼；
• roles：指定用戶的角色，可以用一個空數組給新用戶設定空角色。
• roles 中的 role：指定角色。
• roles 中的 db：指定的數據庫，例如上面中的角色userAdminAnyDatabase，只在 admin 數據庫中可用。

角色在 MongoDB 中，代表著某個用戶是否有權限訪問數據庫或者操作數據庫，理解這點非常重要！

MongoDB 角色定義如下：

3.3.2、創建一個不受訪問限制的超級用戶

如果你想創建一個不受訪問限制的超級用戶，賦予root角色即可！

#創建超級用戶
db.createUser(
    {
        user:"root",
        pwd:"root",
        roles:["root"]
    }
)

3.3.3、創建一個業務數據庫普通用戶

如果你想創建一個業務數據庫普通用戶，例如只能訪問test_db數據庫，并且只負責數據的増查改刪。

# 創建或者切換數據庫到test_db
use test_db

# 創建一個test用戶，并且只能訪問test_db，對表只有讀寫權限
db.createUser(
{
  user: "test",
  pwd: "test",
  roles: [ { role: "readWrite", db: "test_db" } ]
})

3.3.4、驗證用戶是否可以正常登錄

對于剛剛創建的用戶，我們怎么驗證它是否能正常登錄呢？命令也很簡單！

db.auth("test","test")

如果返回是1表示鑒權正常！

3.3.5、查詢當前數據庫用戶信息

查詢創建的用戶，命令也很簡單！

# 查看創建的用戶
show users

3.3.6、修改用戶密碼

有些時候，我們會忘記密碼，可通過如下方式進行修改！

#修改用戶密碼
db.changeUserPassword("username", "xxxxx")

3.3.7、刪除用戶

如果某個用戶需要停用，可通過如下方式進行刪除

#切換指定數據庫
use test_db

#刪除用戶
db.dropUser('test')

3.3.8、刪除數據庫

如果某個數據庫需要停用，可通過如下方式進行刪除（只有超級管理員有權限刪除）

#切換指定數據庫
use test_db

#刪除數據庫
db.dropDatabase()

3.4、創建集合

MongoDB 并無表這個概念，而對應的定義叫：集合，我們在關系型數據庫中看到的表數據，在 MongoDB 中被定義為：文檔，MongoDB 也被很多人成為文檔數據庫！

在關系型數據庫中，表數據是一行一行的存儲，但是在 MongoDB 中，可能不是這樣，如果你存儲的 json 非常復雜，嵌套很深，那么在 MongoDB 中存儲的行數，可能非常深，存儲的時候類似我們在頁面看到的父子表結構！

3.4.1、創建一個集合

MongoDB 中使用 createCollection() 方法來創建集合。

語法格式：

db.createCollection(name, options)

參數說明：

• name: 要創建的集合名稱
• options: 可選參數, 指定有關內存大小及索引的選項

例如，在 test_db 數據庫中創建 tb_user 集合：

# 切換到test_db數據庫
use test_db

# 創建 tb_user 集合
db.createCollection("tb_user")

#輸出結果
{ "ok" : 1 }

如果要查看已有的集合，可以使用show collections命令！

show collections

下面是帶有幾個關鍵參數的createCollection()的用法，下面命令表示：創建固定集合tb_user，整個集合空間大小6142800KB, 文檔最大個數為10000 個

db.createCollection("tb_user", { capped : true, autoIndexId : true, size : 6142800, max : 10000 } )

在 MongoDB 中，很多時候不需要手動創建集合。當你插入一個文檔時，MongoDB 會自動創建集合！

# 向集合tb_user 插入一條文檔數據
db.tb_user.insert({"name" : "張三"})

#查詢集合
show collections

# 輸出結果
tb_user

3.4.2、刪除一個集合

MongoDB 中使用 drop() 方法來刪除集合。

語法格式：

db.collection.drop()

例如，刪除在 test_db 數據庫中 tb_user 集合：

# 切換到test_db數據庫
use test_db

# 創建 tb_user 集合
db.tb_user.drop()

#輸出結果
true

3.4、創建文檔

創建文檔，類似我們在關系型數據庫中，將數據插入到數據庫，操作也很簡單！

3.4.1、插入文檔

MongoDB 使用 insert() 或 save() 方法向集合中插入文檔。

語法如下：

db.COLLECTION_NAME.insert(document)
或
db.COLLECTION_NAME.save(document)

• save()：如果_id主鍵存在則更新數據，如果不存在就插入數據。
• insert()：若插入的數據主鍵已經存在，則會拋異常，提示主鍵重復，不保存當前數據。

例如，在test_db數據庫的tb_user集合中，插入一條數據

db.tb_user.insert(
{
    name:"張三",
    age:18,
    gender:"男",
    tags: ['宅男', '技術控', '脫發嚴重']
})

如果該集合不在該數據庫中， MongoDB 會自動創建該集合并插入文檔。

查看已插入文檔，命令如下：

#查詢tb_user集合中的數據
db.tb_user.find()

# 輸出結果
{ "_id" : ObjectId("6022310f6b5e964b0a5916e6"), "name" : "張三", "age" : 18, "gender" : "男", "tags" : [ "宅男", "技術控", "脫發嚴重" ] }

當然，你還可以通過save()命令進行插入，如果不指定_id字段 save() 方法類似于 insert() 方法。如果指定 _id 字段，則會更新該 _id 的數據。

例如，將張三年齡更新到30歲！

db.tb_user.save(
{
    _id: ObjectId("6022310f6b5e964b0a5916e6"),
    name:"張三",
    age:30,
    gender:"男",
    tags: ['宅男', '技術控', '脫發嚴重']
})

查看文檔

db.tb_user.find()

# 輸出結果
{ "_id" : ObjectId("6022310f6b5e964b0a5916e6"), "name" : "張三", "age" : 30, "gender" : "男", "tags" : [ "宅男", "技術控", "脫發嚴重" ] }

3.4.2、更新文檔

MongoDB 提供了 update() 和 save() 方法來更新集合中的文檔。

語法格式如下：

db.collection.update(
   <query>,
   <update>,
   {
     upsert: <boolean>,
     multi: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   }
)

• query : update的查詢條件，類似sql update查詢內where后面的。
• update : update的對象和一些更新的操作符（如inc...）等，也可以理解為sql update查詢內set后面的
• upsert : 可選，這個參數的意思是，如果不存在update的記錄，是否插入objNew,true為插入，默認是false，不插入
• multi : 可選，mongodb 默認是false,只更新找到的第一條記錄，如果這個參數為true,就把按條件查出來多條記錄全部更新。
• writeConcern :可選，拋出異常的級別。

例如，將張三年齡更新到22歲！

db.tb_user.update({'name':'張三'},{$set:{'age':22}})

查詢已更新的數據

db.tb_user.find()

# 輸出結果
{ "_id" : ObjectId("602235216b5e964b0a5916e8"), "name" : "張三", "age" : 22, "gender" : "男", "tags" : [ "宅男", "技術控", "脫發嚴重" ] }

以上語句只會修改第一條發現的文檔，如果你要修改多條相同的文檔，則需要設置multi參數為true。

db.tb_user.update({'name':'張三'},{$set:{'age':22}},{multi:true})

3.4.3、刪除文檔

MongoDB 中的remove()函數是用來移除集合中的數據

語法格式如下：

db.collection.remove(
   <query>,
   {
     justOne: <boolean>,
     writeConcern: <document>
   }
)

• query :（可選）刪除的文檔的條件。
• justOne : （可選）如果設為 true 或 1，則只刪除一個文檔，如果不設置該參數，或使用默認值 false，則刪除所有匹配條件的文檔。
• writeConcern :（可選）拋出異常的級別。

例如，刪除姓名為張三的用戶

db.tb_user.remove({'name':'張三'})

查詢數據是否被刪除

db.col.find()

#結果為空

3.4.4、查詢文檔

MongoDB 查詢文檔使用 find() 方法。

語法格式如下：

db.collection.find(query, projection)

• query ：可選，使用查詢操作符指定查詢條件
• projection ：可選，使用投影操作符指定返回的鍵。查詢時返回文檔中所有鍵值， 只需省略該參數即可（默認省略）。

如果你需要以易讀的方式來讀取數據，可以使用 pretty() 方法，語法格式如下：

db.col.find().pretty()

首先我們插入幾條數據，插入結果如下：

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例如，查詢一個性別為男的用戶信息

#單個條件查詢，類似 sql語句中的 gender = '男'
db.tb_user.find({"gender":"男"})

查詢一個性別為男，姓名為張三的用戶

#多條件查詢，類似 sql語句中的 gender = '男' and name = '李四'
db.tb_user.find({"gender":"男","name":"李四"})

查詢一個性別為男 或者 姓名為張三的用戶

#多條件查詢，類似 sql語句中的 gender = '男' or name = '李四'
db.tb_user.find({$or:[{"gender":"男"},{"name": "李四"}]})

查詢一個性別為男 或者 姓名為張三，同時年齡大于30的用戶

#多條件查詢，類似 sql語句中的 age > 30 and ( gender = '男' or name = '李四')
db.tb_user.find({"age": {$gt:30}, $or:[{"gender":"男"},{"name": "李四"}]})

3.4.5、分頁查詢文檔

如果需要分頁查詢集合數據，可以使用limit()和skip()函數，其中limit()表示讀幾條數據，skip()表示從第幾條數據開始。

#從集合中的第三行數據開始，讀2條數據返回
db.tb_user.find({}).limit(2).skip(3)

3.4.6、文檔排序

和關系型數據庫一樣，MongoDB 可以使用sort()方法進行排序，通過參數指定排序的字段，并使用 1 和 -1 來指定排序的方式，其中 1 為升序排列，而 -1 是用于降序排列。

例如，查詢tb_user文檔，按照age進行升序排序！

db.tb_user.find({}).sort({"age":1})

3.5、創建索引

索引通常能夠極大的提高查詢的效率，如果沒有索引，MongoDB 在讀取數據時必須掃描集合中的每個文件并選取那些符合查詢條件的記錄。

這種掃描全集合的查詢效率是非常低的，特別在處理大量的數據時，查詢可以要花費幾十秒甚至幾分鐘，這對網站的性能是非常致命的。

3.5.1、創建索引

MongoDB 使用 createIndex() 方法來創建索引，語法格式如下：

db.collection.createIndex(keys, options)

語法中 Key 值為你要創建的索引字段，1 為指定按升序創建索引，如果你想按降序來創建索引指定為 -1 即可！

例如，給tb_user文檔中的age創建一個索引！

db.tb_user.createIndex({"age":1})

創建索引是一個比較耗時的動作，我們還可以通過參數配置，在后臺創建索引。

db.tb_user.createIndex({"age":1}, {background: true})

通過在創建索引時加background:true的選項，讓創建工作在后臺執行！

3.5.2、查看索引

MongoDB 提供了getIndexes()方法，可以進行查看索引。

例如，查詢tb_user集合中的索引

db.tb_user.getIndexes()

3.5.3、刪除索引

不在需要的索引，我們可以將其刪除。刪除索引時，可以刪除集合中的某一索引，可以刪除全部索引。

語法格式：

db.COLLECTION_NAME.dropIndex("INDEX-NAME")

例如，刪除集合tb_user集合中的age索引：

#查詢索引
db.tb_user.getIndexes()

#輸出結果
[
    {
        "v" : 2,
        "key" : {
            "_id" : 1
        },
        "name" : "_id_",
        "ns" : "test_db.tb_user"
    },
    {
        "v" : 2,
        "key" : {
            "age" : 1
        },
        "name" : "age_1",
        "ns" : "test_db.tb_user"
    }
]

刪除對應的age_1索引！

db.tb_user.dropIndex("age_1")

四、客戶端

對于任何一款數據庫，如果沒有可視化界面操作，在開發的時候，可以說極其不方便，下面推薦一款小編經常使用的一款客戶端。

• Robo 3T(免費、輕量級) ，可以訪問官網獲取

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• Studio 3T(全面，收費)，訪問官網地址獲取

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其中小編采用的是第二款，整體的體驗比Robo 3T要一點，兩者功能都比較齊全！

在使用的時候，可以根據個人喜愛進行選擇！

五、重要的一步

網上發現很多 mongodb 被黑，使大家將目光投向了mongodb 的權限控制。

其實 mongodb 本身有一套完備的 RBAC 權限控制體系，這次被黑基本都是沒有遵照 mongodb 的生產環境部署手冊部署的結果。

我們平時玩一玩 mongodb 習慣了不設置用戶名密碼，當我們的數據庫放到公網時，由于我們也沒有設置用戶名密碼，任何人都可以隨便訪問，而且由于我們沒有開啟授權訪問，使得任何登錄到 mongodb 服務器的用戶都擁有最高權限！

一些居心不良的人發現，就可以把我們的數據拷走，刪除我們的數據庫，從而勒索贖金！

再次提醒各位同學，別學會所有的技能，大門還一直開著，還抱怨我方防御塔怎么一直被摧毀！

以上文CentOS7安裝為例，修改/etc/mongod.conf，在security部分添加如下配置，開啟授權訪問！

security:
    authorization: enabled

修改完成之后，重啟 mongodb 服務

#重啟服務
systemctl restart mongod

六、參考

1、https://docs.anaconda.com

2、https://www.runoob.com/mongodb/mongodb-connections.html