MongoDB的基本用法

whynotgonow發表於2019-03-04

1 前言

MongoDB是一個基於分散式檔案儲存的開源資料庫系統。

MongoDB 將資料儲存為一個文件,資料結構由鍵值(key=>value)對組成。MongoDB 文件類似於 JSON 物件。欄位值可以包含其他文件,陣列及文件陣列。

2 安裝(mac)

  • 安裝homebrew
  • 使用brew安裝mongodb
brew install mongodb
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  • 視覺化工具 Robomongo

3 mongodb啟動與連線(mac)

3.1 服務端啟動

3.1.1 啟動步驟

    1. 在要啟動的目錄下新建一個目錄(如:data
mkdir data
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    1. 命令列中輸入(--dbpath引數指定資料庫路徑)
mongod --dbpath='./data'
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如果出現waiting for connections on port 27017就表示啟動成功。

注意:這個命令窗體絕對不能關,關閉這個視窗就相當於停止了mongodb服務

3.1.2 mongod啟動命令mongod引數說明

選項 含義
--port 指定服務埠號,預設埠27017
--logpath 指定MongoDB日誌檔案,注意是指定檔案不是目錄
--logappend 使用追加的方式寫日誌
--dbpath 指定資料庫路徑
--directoryperdb 設定每個資料庫將被儲存在一個單獨的目錄

3.2 客戶端啟動

  • 命令列輸入
mongo
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也可以設定host

mongo --host 127.0.0.1
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4 MongoDB基本概念

  • 資料庫 MongoDB的單個例項可以容納多個獨立的資料庫,比如一個學生管理系統就可以對應一個資料庫例項。
  • 集合 資料庫是由集合組成的,一個集合用來表示一個實體,如學生集合。
  • 文件 集合是由文件組成的,一個文件表示一條記錄,比如一位同學張三就是一個文件

對應關係如下圖:

對應關係

5 資料庫操作

5.1 檢視所有資料庫

show dbs
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返回如下:

admin       0.000GB
book        0.000GB
leave       0.000GB
local       0.000GB
page        0.000GB
school        0.000GB
students    0.000GB
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5.2 使用資料庫

例項 切換到 school資料庫下:

use school
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返回如下:

switched to db school
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注:如果此資料庫存在,則切換到此資料庫下,如果此資料庫還不存在也可以切過來

注: 我們剛建立的資料庫school如果不在列表內,要顯示它,我們需要向school資料庫插入一些資料

db.school.insert({name:'為民小學',age:10});
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5.3 檢視當前使用的資料庫

db 或 db.getName()
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5.4 刪除資料庫

db.dropDatabase()
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返回如下:

{ "dropped" : "school", "ok" : 1 }
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6 集合操作

6.1 檢視集合幫助

db.school.help()
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返回如下:

BCollection help
	db.school.find().help() - show DBCursor help
	db.school.bulkWrite( operations, <optional params> ) - bulk execute write ...
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6.2 檢視資料庫下的集合

show collections
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返回如下:

grade1
grade2
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6.3 建立集合

  • 建立一個空集合(db.createCollection(collection_Name))
db.createCollection('grade3')
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返回如下:

{ "ok" : 1 }
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  • 建立集合並插入一個文件(db.collection_Name.insert(document))
db.grade1.insert({name: 'Lily', age: 8})
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返回如下:

WriteResult({ "nInserted" : 1 })
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7 文件操作

7.1 插入文件

insert

  • db.collection_name.insert(document)
db.grade1.insert({name: 'Tom', age: 9})
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note:每當插入一條新文件的時候mongodb會自動為此文件生成一個_id屬性,_id一定是唯一的,用來唯一標識一個文件 _id也可以直接指定,但如果資料庫中此集合下已經有此_id的話插入會失敗。

{
    "_id" : ObjectId("5addbfbb163098017a6a72ed"),
    "name" : "Tom",
    "age" : 9.0
}
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save

  • db.collection_name.save(document)

note:如果不指定 _id 欄位 save() 方法類似於 insert() 方法。如果指定 _id 欄位,則會更新該 _id 的資料。

// insert
db.grade1.insert({_id: '1',name: 'Han Meimei', age: 8})// WriteResult({ "nInserted" : 1 })

// 存在{_id:1},則更新 _id為1的document
db.grade1.save({_id: '1',name: 'Han Meimei', age: 9})// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })

// 不存在{_id:2},則插入一條新文件
db.grade1.save({_id: '2',name: 'Han Meimei', age: 9})// WriteResult({ "nMatched" : 0, "nUpserted" : 1, "nModified" : 0, "_id" : "2" })
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執行指令碼插入

mongo exc_js/1.js
> load exc_js/1.js
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7.2 更新文件

7.2.1 語法 & 引數說明

db.collection.update(
   <query>,
   <updateObj>,
   {
     upsert: <boolean>,
     multi: <boolean>
   }
)
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  • query 查詢條件,指定要更新符合哪些條件的文件
  • update 更新後的物件或指定一些更新的操作符
    • $set直接指定更新後的值
    • $inc在原基礎上累加
  • upsert 可選,這個引數的意思是,如果不存在符合條件的記錄時是否插入updateObj. 預設是false,不插入。
  • multi 可選,mongodb 預設只更新找到的第一條記錄,如果這個引數為true,就更新所有符合條件的記錄。

7.2.2 操作符

(1) $inc

{ $inc: { <field1>: <amount1>, <field2>: <amount2>, ... } }

  • 在原基礎上累加(increment)
// 給 {name: 'Tom'} 的文件的age累加 10
db.grade1.update({name: 'Tom'}, {$inc: {age:10}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
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(2) $push

{ $push: { <field1>: <value1>, ... } }

  • 向陣列中新增元素
db.grade1.update({name:'Tom'}, {$push: {'hobby':'reading'} })
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
// { "_id" : ObjectId("5addbfbb163098017a6a72ed"), "name" : "Tom", "hobby" : [ "reading" ] }

// 不會覆蓋已有的
db.grade1.update({name:'Tom'}, {$push: {'hobby':'reading'} })
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
// { "_id" : ObjectId("5addbfbb163098017a6a72ed"), "name" : "Tom", "hobby" : [ "reading", "reading" ] }

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(3) $addToSet

{ $addToSet: { <field1>: <value1>, ... } }

  • 給陣列新增或者設定一個值,
  • 有 - do nothing, 沒有 - 新增
// /第一次沒有 huge
db.grade1.update({_id:3}, {$addToSet: {friends:'huge'}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })


// 第二次 有 huge
db.grade1.update({_id:3}, {$addToSet: {friends:'huge'}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 0 })
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(4) $pop

{ $pop: { <field>: <-1 | 1>, ... } }

  • 刪除陣列的第一個或者最後一個元素。
  • 傳入1刪除最後一個元素
  • 傳入-1刪除第一個元素
db.grade1.update({_id:3}, {$pop:{friends: 1}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })

db.grade1.update({_id:3}, {$pop:{friends: -1}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
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(5) $each

{ $addToSet: { <field>: { $each: [ <value1>, <value2> ... ] } } }

  • Use with the $addToSet operator to add multiple values to an array if the values do not exist in the .
db.grade1.update({_id:3}, {$addToSet:{friends:{$each: ['huangbo','zhangyixing']}}})
//WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })

// 已經有的時候就不會再新增了
db.grade1.update({_id:3}, {$addToSet:{friends:{$each: ['huangbo','zhangyixing']}}})
//WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 0 })
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{ $push: { <field>: { $each: [ <value1>, <value2> ... ] } } }

  • Use with the $push operator to append multiple values to an array .
 db.grade1.update({_id:3}, {$push:{friends:{$each: ['huangbo','zhangyixing']}}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
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$addToSet中使用時,若有則忽略,若沒有則新增。在$push中使用時,不管有沒有都會新增。

(6) $ne

{field: {$ne: value} }

  • not equal
// 給 name為'Han Meimei' && hobby中不等於'reading' && _id不等於'2'的文件 的hobby 屬性 新增一個 'drinking'
db.grade1.update({name: 'Han Meimei', hobby:{$ne:'reading'}, _id: {$ne:'2'}}, {$push: {hobby: 'drinking'}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
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(7)$set

{ $set: { <field1>: <value1>, ... } }

  • 設定欄位的第一層的值(Set Top-Level Fields)
  • 設定巢狀欄位的值 (Set Fields in Embedded Documents)
  • 修改指定索引元素
/*
原來的資料:
{_id:3, info:{id: '11'}, friends:['liudehua', 'zhourunfa']}
*/
/*設定欄位的第一層的值(Set Top-Level Fields)*/ 
db.grade1.update({_id:3}, {$set:{"info11":{id:'11'}}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })


/*設定巢狀欄位的值 (Set Fields in Embedded Documents)*/
db.grade1.update({_id:3}, {$set:{"info.id":'22'}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })

/*修改指定索引元素*/
db.grade1.update({_id:3}, {$set:{"friends.1":'zhangmanyu'}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 0 })
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(8) $unset

{ $unset: { <field1>: "", ... } }

  • 刪除指定的鍵
// 把 {name: 'Tom'} 的文件中的 age 鍵給刪除掉
db.grade1.update({name: 'Tom'}, {$unset:{'age':''}})
// WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
/* {
    "_id" : ObjectId("5addbfbb163098017a6a72ed"),
    "name" : "Tom"
}*/
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7.3 刪除文件

  • remove方法是用來移除集合中的資料

語法

db.collection.remove(
   <query>,
   {
     justOne: <boolean>
   }
)
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引數說明

query :(可選)刪除的文件的條件。
justOne : (可選)如果設為 true 或 1,則只刪除匹配到的多個文件中的第一個。預設為 true
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/*{justOne:true} 值刪除匹配到的第一條文件*/
db.grade1.remove({'name': 'Han Meimei'}, {justOne: true})
// WriteResult({ "nRemoved" : 1 })

/*刪除匹配到的所有文件*/
db.grade1.remove({'name': 'Han Meimei'})
// WriteResult({ "nRemoved" : 2 })

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7.4 查詢文件

7.4.1

語法

db.collection_name.find(query, projection);
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引數

query       - 使用查詢操作符指定選擇過濾器
projection  - 指定配到到的文件中的返回的欄位。
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/*projection*/
{ field1: <value>, field2: <value> ... }

/*value:*/
1 or true: 在返回的文件中包含這個欄位
0 or false:在返回的文件中排除這個欄位 
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note: _id欄位預設一直返回,除非手動將_id欄位設定為0false

舉個例子

//查詢grade1下所有的文件
db.grade1.find()
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7.4.2 findOne()

  • 只返回匹配到的第一條文件

7.4.3 查詢操作符

(1) $in

  • Matches any of the values specified in an array.
  • (在陣列範圍內的)
//原始資料():
{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9 }
{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15 }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11 }
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db.grade1.find({age:{$in:[9,11]}})
// { "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9 }
// { "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11 }
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(2) $nin

  • Matches none of the values specified in an array.
 db.grade1.find({age:{$nin:[9,11]}})
// { "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15 }
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(3) $not

  • Inverts the effect of a query expression and returns documents that do not match the query expression.
db.grade1.find({age:{$not:{$lt:11}}})
//{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15 }
//{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11 }
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(4) $gt

  • Matches values that are greater than a specified value.
  • 大於

(5) $gte

  • Matches values that are greater than or equal to a specified value.
  • 大於等於

(6) $lt

  • Matches values that are less than a specified value.
  • 小於

(7) $lte

  • Matches values that are less than or equal to a specified value.
  • 小於等於

(8)$ne

  • Matches all values that are not equal to a specified value.
  • 不等於
db.grade1.find({age:{$ne:9}})
// { "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15 }
// { "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11 }
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7.4.4 陣列的用法

// 原始資料
{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15, "friends" : [ "Zhange San", "Li Si" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }
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db.grade1.find({"friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ]})
// { "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }

db.grade1.find({"friends" : [ "Lily" ]})
// 空

// $all
db.grade1.find({"friends" :{$all: ["Zhang San"]}})
// { "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }

// $in
db.grade1.find({"friends" :{$in: ["Zhang San"]}})
{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }

// $size
db.grade1.find({"friends" :{$size:4}})
//{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }

// $slice
db.collection.find( { field: value }, { array: {$slice: count } } );
> db.grade1.find({"friends" :{$size:4}}, {"friends":{$slice:2}})
//{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs" ] }
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7.4.5 $where

  • $where可以接收兩種引數傳遞給查詢系統,一種是包含JavaScript表示式的字串,另外一種是JavaScript函式。

  • $where非常靈活,但是它需要資料庫集合中的每一個文件中處理這個JavaScript表示式或者JavaScript函式,所以會比較慢。

  • 在JavaScript表示式或者JavaScript函式中引用文件的時候,可是使用this或者obj

// 資料庫資料
{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15, "friends" : [ "Zhange San", "Li Si" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }

// JS表示式的字串
> db.grade1.find({$where:'this.name == "Tom1"'})
//{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }

// 函式
> db.grade1.find({$where: function(){return this.age == 9}})
// { "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }

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7.4.6 Cursor Methods

這些方法改變了執行基礎查詢方式。

包括cursor.forEach()cursor.map()cursor.limit()cursor.size()cursor.count()等。

// forEach舉例
> var result = db.grade1.find({$where: function(){return this.age >= 9}});
> result.forEach(elem => printjson(elem))
/*{
	"_id" : 1,
	"name" : "Tom1",
	"age" : 9,
	"friends" : [
		"Lily",
		"Jobs",
		"Lucy",
		"Zhang San"
	]
}
{
	"_id" : 2,
	"name" : "Tom2",
	"age" : 15,
	"friends" : [
		"Zhange San",
		"Li Si"
	]
}
{
	"_id" : 3,
	"name" : "Tom3",
	"age" : 11,
	"friends" : [
		"Zhange San",
		"Lily"
	]
}*/
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8 條件操作符

8.1 條件操作符

  • $gt - 大於
  • $gte- 大於等於
  • $lt - 小於
  • $lte - 小於等於
// 大於等於
db.grade1.find({age:{$gte:9}})
/*{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15, "friends" : [ "Zhange San", "Li Si" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }*/

// 大於等於9 並且 小於等於13
db.grade1.find({age:{$gte:9}, age: {$lte:13}})
/*{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }*/

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8.2 使用_id進行查詢

//原始資料
{ "_id" : ObjectId("5ae1b6e3e4366d57f3307239"), "name" : "Tom4" }

> db.grade1.find({_id: '5ae1b6e3e4366d57f3307239'}).count()
// 0
> db.grade1.find({_id:ObjectId('5ae1b6e3e4366d57f3307239')}).count()
// 1

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count() 查詢結果的條數

8.3 正則匹配

db.collection.find({key:/value/})

// name是以`T`開頭的資料
db.grade1.find({name: /^T/})
/*{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15, "friends" : [ "Zhange San", "Li Si" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }
{ "_id" : ObjectId("5ae1b6e3e4366d57f3307239"), "name" : "Tom4" }*/
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9 與和或

9.1 and

db.collection_name.find({field1: value1, field2:value2})

//原始資料
{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 2, "name" : "Tom2", "age" : 15, "friends" : [ "Zhange San", "Li Si" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }
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// and name是以‘T’開頭 並且 age是9 的資料
> db.grade1.find({name: /^T/, age: 9})
// { "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
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9.2 or

db.collection_name.find({ $or: [{key1: value1}, {key2:value2} ] })

// name 是Tom1 或者 age是11 的資料
> db.grade1.find({$or:[{name: 'Tom1'}, {age: 11}]})
/*{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }
{ "_id" : 3, "name" : "Tom3", "age" : 11, "friends" : [ "Zhange San", "Lily" ] }*/
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9.3 and 和 all 聯合使用

> db.grade1.find({age: 9,$or:[{name: 'Tom1'}, {age: 11}]})
/*{ "_id" : 1, "name" : "Tom1", "age" : 9, "friends" : [ "Lily", "Jobs", "Lucy", "Zhang San" ] }*/
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10 分頁查詢

10.1 limit

  • 讀取指定數量的資料記錄 語法

db.collectoin_name.find().limit(number)

10.2 skip

  • 跳過指定數量的資料

db.collectoin_name.find().skip(number)

10.3 sort

-通過引數指定排序的欄位,並使用 1 和 -1 來指定排序的方式,其中 1為升序排列,而-1是用於降序排列。

db.collectoin_name.find().sort({field:1})

db.collectoin_name.find().sort({field:-1})

10.4 分頁

// 原始資料為 1 2 3 4 5 6 7 8 9

> var pageIndex = 3;
> var pageSize = 3;
> var res = db.grade1.find({}).skip((pageIndex - 1) * pageSize).limit(pageSize).sort({username: 1});
> res
/*{ "_id" : ObjectId("5ae1cbc609f3ac9a41442546"), "username" : "Lily_7", "password" : 7 }
{ "_id" : ObjectId("5ae1cbc609f3ac9a41442547"), "username" : "Lily_8", "password" : 8 }
{ "_id" : ObjectId("5ae1cbc609f3ac9a41442548"), "username" : "Lily_9", "password" : 9 }*/

var res1 = db.grade1.find().skip((pageIndex - 1) * pageSize).limit(pageSize).sort({username: -1});
/*{ "_id" : ObjectId("5ae1cbc609f3ac9a41442542"), "username" : "Lily_3", "password" : 3 }
{ "_id" : ObjectId("5ae1cbc609f3ac9a41442541"), "username" : "Lily_2", "password" : 2 }
{ "_id" : ObjectId("5ae1cbc609f3ac9a41442540"), "username" : "Lily_1", "password" : 1 }*/
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note: 沒有先後順序

11 ObjectId構成

之前我們使用MySQL等關係型資料庫時,主鍵都是設定成自增的。但在分散式環境下,這種方法就不可行了,會產生衝突。為此,MongoDB採用了一個稱之為ObjectId的型別來做主鍵。ObjectId是一個12位元組的 BSON 型別字串。按照位元組順序,一次代表:

  • 4位元組:UNIX時間戳
  • 3位元組:表示執行MongoDB的機器
  • 2位元組:表示生成此_id的程式
  • 3位元組:由一個隨機數開始的計數器生成的值

12 參考

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