大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

MongoDB数据存储结构

1.基本概念

在MongoDB中数据存储的基本概念是数据库、集合、文档。

文档（document）是MongoDB中数据的基本存储单元，非常类似与关系型数据库管理系统中的行，当更有表现力。

集合（collection）可以看作是一个拥有动态模式（dynamic schema）的表。

MongoDB的一个实例可以拥有多个相互独立的数据库（database），每一个数据库都拥有自己的集合。

MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档，数组及文档数组。

下表将帮助您更容易理解Mongo中的一些概念

2.数据库（database）

在MongoDB中，多个文档组成集合，而多个集合可以组成数据库，一个MongoDB实例可以建立多个数据库。

MongoDB的默认数据库为”db”，该数据库存储在data目录中。

MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。

数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。

• 不能是空字符串（””)。
• 不得含有’ ‘（空格)、.、$、/、\和\0 (空字符)。
• 应全部小写。
• 最多64字节。

有一些数据库名是保留的，可以直接访问这些有特殊作用的数据库。

• admin： 从权限的角度来看，这是”root”数据库。要是将一个用户添加到这个数据库，这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行，比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
• local: 这个数据永远不会被复制，可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
• config: 当Mongo用于分片设置时，config数据库在内部使用，用于保存分片的相关信息。

数据库最终会变成文件系统里的文件，而数据库名就是相应的文件名。这是数据库名有如此之多限制的原因。

“show dbs” 命令可以显示所有数据的列表。

$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> show dbs
local  0.078GB
test   0.078GB
>

执行 “db” 命令可以显示当前数据库对象或集合。

$ ./mongo
MongoDB shell version: 3.0.6
connecting to: test
> db
test
>

运行”use”命令，可以连接到一个指定的数据库。

> use local
switched to db local
> db
local
>

3.文档（Document）

文档MongoDB核心概念。文档就是键值对的一个有序集合。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段，并且相同的字段不需要相同的数据类型，这与关系型数据库有很大的区别，也是 MongoDB 非常突出的特点。

一个简单的文档例子如下：

{"hand":"hello","foot":3}

文档中的键是字符串，文档中的值可以是多种不同的数据类型，甚至可以是一个完整的内嵌文档。

除少数例外情况，键可以是任意UTF-8字符。文档键命名规范：

• 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
• .和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
• 以下划线”_”开头的键是保留的(不是严格要求的)。

MongoDB的文档不能有重复的键。

MongoDB不但区分类型，而且区分大小写。

{"Foot":"3"}
{"foot":"3"}
{"foot": 3 }

这三个文档是不同的

文档中的键值对是有序的：

{"x":1,"y":2}
{"y":2,"x":1}

两者不同

4.集合（collection)

集合就是 一组文档，类似于 RDBMS （关系数据库管理系统：Relational Database Management System)中的表格。

集合是动态模式的，也就意味着集合没有固定的结构，集合可以插入不同格式和类型的数据，但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。

比如，我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中：

{"site":"www.baidu.com"}
{"site":"www.google.com","name":"Google"}

当第一个文档插入时，集合就会被创建。

随之而来的一个问题是：既然没有必要区分不同类型文档的模式，一个数据库还有必要使用多个集合吗？

这里的不区分仅仅是物理结构的不区分，但实际开发中由于业务的分区，会产生多个逻辑集合单元。例如一个博格网站，利用集合既存储了文章文档和作者信息，那么在只查询博客文章时还要剔除作者数据的文档，在混合的物理数据结构下，这会带来很大的困扰。此外，从三各特定类型的集合中查询数据，必然在一个混合的集合中查询特定数据要快的多，且更有利于磁盘寻道和索引构建。

合法的集合名

• 集合名不能是空字符串””。
• 集合名不能含有\0字符（空字符)，这个字符表示集合名的结尾。
• 集合名不能以”system.”开头，这是为系统集合保留的前缀。
• 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含，这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合，否则千万不要在名字里出现$。　

子集合

组织集合的惯例是使用“ . ”分割不同命名空间的子集合。例如一个具有博客功能的应用可能包含两个集合，分别是blog.posts和blog.authors。这是为了使组织结构更清晰，这里的blog集合（这个集合甚至不需要存在）跟它的子集合没有任何关系。

5.元数据

数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间：

dbname.system.*

在MongoDB数据库中名字空间 <dbname>.system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection)，如下:

对于修改系统集合中的对象有如下限制。

在{
{system.indexes}}插入数据，可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。

{
{system.users}}是可修改的。 {
{system.profile}}是可删

MongoDB 数据类型

在概念上MongoDB的文档与JavaScript中的对象相近，因而可以认为它类似与JSON。MongoDB在JSON六种数据类型（null，布尔，数字、字符长、对象和数组）的基础上上添加了一些其他数据类型，以实现对时间、浮点数、正则函数等的操作。

下表为MongoDB中数据类型。

下面说明下几种重要的数据类型

1.日期

与JavaScript使用Date对象一样，使用 new Date()创建日期对象，或者使用ISODate()创建日期对象。注意Date()函数与Js中一样，是返回日期格式的字符串，日期对象和字符串是无法匹配的，所以执行删除、更新和查询操作时对导致很多问题。

> var mydate1 = new Date()     //格林尼治时间
> mydate1
ISODate("2018-03-04T14:58:51.233Z")
> typeof mydate1
object


> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间
> mydate2
ISODate("2018-03-04T15:00:45.479Z")
> typeof mydate2
object


> Date()
Sun Mar 04 2018 15:02:59 GMT+0000 (UTC)

2.时间戳

BSON 有一个特殊的时间戳类型用于 MongoDB 内部使用，与普通的 日期 类型不相关。 时间戳值是一个 64 位的值。其中：

• 前32位是一个 time_t 值（与Unix新纪元相差的秒数）
• 后32位是在某秒中操作的一个递增的序数

在单个 mongod 实例中，时间戳值通常是唯一的。

在复制集中， oplog 有一个 ts 字段。这个字段中的值使用BSON时间戳表示了操作时间。

BSON 时间戳类型主要用于 MongoDB 内部使用。在大多数情况下的应用开发中，你可以使用 BSON 日期类型。

 3.数组

数组是一组值，它既能作为有序对象（列表、栈或队列），又能作为无序对象（数据集）。

下面的文档中things这个键的值是一个数组

{ “things” : [ “foot” , 3.14 ] }

此例表述数组可包含不同数据类型的元素。

数组也可嵌套数组。

MongDB能理解数组结构，并能深入其中构建索引，执行查询或更新操作。

4.ObjectId

ObjectId 类似唯一主键，可以很快的去生成和排序，包含 12 bytes，含义是：

• 前 4 个字节表示创建 unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时
• 接下来的 3 个字节是机器标识码
• 紧接的两个字节由进程 id 组成 PID
• 最后三个字节是随机数

MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象。在一个集合里面，每个文档都有唯一的_id值，确保一个集合里每个文档都能被唯一标识。多个集合之间_id可以重复（与关系数据库表的主键一样）。

由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间: