MongoDB基础知识

MongoDB基础知识

目录

• 基础篇
  • 一、MongoDB入门指南（零基础必读）
  • 二、MongoDB简介
  • 三、MongoDB安装与配置
  • 四、MongoDB基本操作
  • 五、MongoDB查询操作
• 进阶篇
  • 六、MongoDB索引
  • 七、MongoDB聚合操作
  • 八、MongoDB数据模型
  • 九、MongoDB安全
  • 十、MongoDB备份恢复
  • 十一、MongoDB性能优化
  • 十二、MongoDB高级特性
  • 十三、MongoDB复制集
  • 十四、MongoDB分片集群
• 应用篇
  • 十五、MongoDB性能诊断
  • 十六、MongoDB数据迁移
  • 十七、MongoDB应用开发最佳实践
  • 十八、MongoDB运维管理
  • 十九、MongoDB常见应用场景示例
  • 二十、MongoDB与Java集成
  • 二十一、MongoDB与Spring Boot集成
  • 二十二、MongoDB与Docker部署
• 最佳实践篇
  • 二十三、MongoDB常见问题解答
  • 二十四、MongoDB最佳实践总结

基础篇

一、MongoDB入门指南（零基础必读）

1.1 MongoDB是什么？

把MongoDB想象成一个超级大的Excel表格本：

• 数据库（Database）就像一个Excel工作簿
• 集合（Collection）就像工作簿中的工作表
• 文档（Document）就像工作表中的一行数据
• 字段（Field）就像表格中的列

与传统MySQL数据库相比：

• MySQL要求表格结构固定（每列的类型必须一致）
• MongoDB更灵活，同一个集合中的文档可以有不同的字段

1.2 为什么选择MongoDB？

1. 容易上手

   • 数据格式类似JSON，对开发者友好
   • 不需要设计复杂的表关系
   • 存储格式灵活，想存什么就存什么

2. 适合的应用场景

   • 存储网站用户数据
   • 存储商品评论信息
   • 记录系统日志
   • 存储游戏数据

1.3 基础操作入门示例

1. 数据库操作

// 创建/切换到"我的数据库"
use mydb// 查看有哪些数据库
show dbs// 删除当前使用的数据库
db.dropDatabase()

2. 集合操作

// 创建"用户信息"集合
db.createCollection("用户信息")// 查看所有集合
show collections// 删除"用户信息"集合
db.用户信息.drop()

3. 实用操作示例

添加用户信息

// 添加一个用户
db.用户信息.insertOne({姓名: "小明",年龄: 18,爱好: ["打游戏", "看电影"],联系方式: {手机: "13812345678",邮箱: "xiaoming@example.com"}
})

查询用户信息

// 查找所有用户
db.用户信息.find()// 查找叫"小明"的用户
db.用户信息.find({姓名: "小明"})// 查找18岁的用户
db.用户信息.find({年龄: 18})// 查找大于18岁的用户
db.用户信息.find({年龄: {$gt: 18}})

1.4 新手常见问题解决

1. 数据重复问题

// 设置用户名不能重复
db.users.createIndex({用户名: 1}, {unique: true})// 检查用户名是否存在
const userExists = db.users.findOne({用户名: "xiaoming"})
if (!userExists) {// 可以注册
}

2. 查询速度慢问题

// 为常用查询字段创建索引
db.users.createIndex({年龄: 1})
db.users.createIndex({注册时间: 1})// 只返回需要的字段
db.users.find({年龄: {$gt: 18}},{用户名: 1, 年龄: 1, _id: 0}
)

1.5 新手使用建议

1. 命名建议

   • 数据库名用小写字母
   • 集合名用有意义的名字（如users、products）
   • 字段名用简单易懂的名字

2. 数据组织建议

   • 相关的数据尽量放在一起
   • 避免过深的数据嵌套
   • 数组中不要存太多数据

3. 查询建议

   • 常用查询字段要加索引
   • 查询时只获取需要的字段
   • 避免一次查询太多数据

4. 实用技巧

   • 使用复合查询减少查询次数
   • 使用批量操作提高效率
   • 定期备份重要数据

二、MongoDB简介

2.1 什么是MongoDB？

MongoDB是一个开源的文档型数据库，具有以下特点：

• 高性能、高可用性、易扩展
• 支持动态查询
• 支持索引
• 支持复制和分片
• 支持多种编程语言

2.2 基本概念

1. 数据库（Database）

   • MongoDB中的数据库是一个集合的容器
   • 每个数据库都有独立的权限控制

2. 集合（Collection）

   • 类似于关系型数据库中的表
   • 不需要预先定义结构
   • 可以包含不同结构的文档

3. 文档（Document）

   • 类似于关系型数据库中的行
   • 使用BSON格式（JSON的二进制形式）
   • 可以包含不同类型的字段

4. 字段（Field）

   • 文档中的键值对
   • 支持多种数据类型
   • 可以嵌套和数组

三、MongoDB安装与配置

3.1 安装MongoDB

# Windows安装
# 1. 下载MongoDB安装包
# 2. 运行安装程序
# 3. 配置环境变量# Linux安装
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb# Mac安装
brew tap mongodb/brew
brew install mongodb-community

3.2 启动MongoDB

# Windows启动
net start MongoDB# Linux启动
sudo systemctl start mongodb# Mac启动
brew services start mongodb-community

3.3 连接MongoDB

# 命令行连接
mongosh# 指定主机和端口连接
mongosh --host localhost --port 27017# 使用用户名密码连接
mongosh --username admin --password password

四、MongoDB基本操作

4.1 数据库操作

// 创建/切换数据库
use mydb// 查看所有数据库
show dbs// 删除当前数据库
db.dropDatabase()// 查看当前数据库
db

4.2 集合操作

// 创建集合
db.createCollection("users")// 查看所有集合
show collections// 删除集合
db.users.drop()// 查看集合统计信息
db.users.stats()

4.3 文档操作

// 插入单个文档
db.users.insertOne({name: "张三",age: 25,email: "zhangsan@example.com",hobbies: ["读书", "运动"],address: {city: "北京",street: "朝阳区"}
})// 插入多个文档
db.users.insertMany([{name: "李四",age: 30,email: "lisi@example.com"},{name: "王五",age: 28,email: "wangwu@example.com"}
])// 查询文档
db.users.find()// 条件查询
db.users.find({ age: { $gt: 25 } })// 更新文档
db.users.updateOne({ name: "张三" },{ $set: { age: 26 } }
)// 删除文档
db.users.deleteOne({ name: "张三" })

五、MongoDB查询操作

5.1 基础查询

// 查询所有文档
db.users.find()// 条件查询
db.users.find({ age: 25 })// 比较操作符
db.users.find({ age: { $gt: 25 } })  // 大于
db.users.find({ age: { $lt: 25 } })  // 小于
db.users.find({ age: { $gte: 25 } }) // 大于等于
db.users.find({ age: { $lte: 25 } }) // 小于等于
db.users.find({ age: { $ne: 25 } })  // 不等于// 逻辑操作符
db.users.find({ $or: [{ age: 25 }, { age: 30 }] })  // OR
db.users.find({ $and: [{ age: 25 }, { name: "张三" }] })  // AND
db.users.find({ age: { $not: { $gt: 25 } } })  // NOT// 限制返回字段
db.users.find({}, { name: 1, age: 1, _id: 0 })// 排序
db.users.find().sort({ age: 1 })  // 升序
db.users.find().sort({ age: -1 }) // 降序// 分页
db.users.find().skip(10).limit(5)

5.2 高级查询

// 正则表达式查询
db.users.find({ name: /^张/ })// 数组查询
db.users.find({ hobbies: "读书" })
db.users.find({ hobbies: { $all: ["读书", "运动"] } })
db.users.find({ hobbies: { $size: 2 } })// 嵌套文档查询
db.users.find({ "address.city": "北京" })// 聚合查询
db.users.aggregate([{ $group: { _id: "$age", count: { $sum: 1 } } },{ $sort: { count: -1 } }
])

进阶篇

六、MongoDB索引

6.1 索引操作

// 创建索引
db.users.createIndex({ email: 1 })// 创建唯一索引
db.users.createIndex({ email: 1 }, { unique: true })// 创建复合索引
db.users.createIndex({ name: 1, age: -1 })// 查看索引
db.users.getIndexes()// 删除索引
db.users.dropIndex({ email: 1 })

6.2 索引类型

• 单字段索引
• 复合索引
• 多键索引
• 文本索引
• 地理空间索引
• 哈希索引

七、MongoDB聚合操作

7.1 聚合管道

// 基本聚合
db.users.aggregate([{ $match: { age: { $gt: 25 } } },{ $group: { _id: "$age", count: { $sum: 1 } } },{ $sort: { count: -1 } }
])// 复杂聚合
db.orders.aggregate([{ $match: { status: "completed" } },{ $group: {_id: "$customer_id",total: { $sum: "$amount" },count: { $sum: 1 }}},{ $lookup: {from: "customers",localField: "_id",foreignField: "_id",as: "customer"}},{ $unwind: "$customer" },{ $project: {customer_name: "$customer.name",total: 1,count: 1}}
])

7.2 聚合操作符

• $match：过滤文档
• $group：分组
• $sort：排序
• $limit：限制
• $skip：跳过
• $project：投影
• $lookup：关联查询
• $unwind：展开数组

八、MongoDB数据模型

8.1 文档模型

// 嵌入式文档
{_id: ObjectId("..."),name: "张三",orders: [{order_id: "001",amount: 100,items: [{ product: "手机", quantity: 1 },{ product: "耳机", quantity: 2 }]}]
}// 引用式文档
{_id: ObjectId("..."),name: "张三",order_ids: [ObjectId("..."),ObjectId("...")]
}

8.2 数据关系

• 一对一关系
• 一对多关系
• 多对多关系

九、MongoDB安全

9.1 用户管理

// 创建用户
db.createUser({user: "admin",pwd: "password",roles: ["userAdminAnyDatabase"]
})// 修改用户
db.updateUser("admin", {roles: ["userAdminAnyDatabase", "readWriteAnyDatabase"]
})// 删除用户
db.dropUser("admin")

9.2 访问控制

// 启用认证
security:authorization: enabled// 设置访问权限
db.grantRolesToUser("user", ["readWrite"])

十、MongoDB备份恢复

10.1 备份操作

# 备份整个数据库
mongodump --db mydb --out /backup# 备份特定集合
mongodump --db mydb --collection users --out /backup# 压缩备份
mongodump --db mydb --gzip --archive=/backup/backup.gz

10.2 恢复操作

# 恢复整个数据库
mongorestore --db mydb /backup/mydb# 恢复特定集合
mongorestore --db mydb --collection users /backup/mydb/users.bson# 恢复压缩备份
mongorestore --gzip --archive=/backup/backup.gz

十一、MongoDB性能优化

11.1 查询优化

• 使用索引
• 限制返回字段
• 使用投影
• 使用分页
• 避免使用正则表达式

11.2 索引优化

• 创建合适的索引
• 避免过多索引
• 使用复合索引
• 定期维护索引

11.3 配置优化

# mongod.conf
storage:wiredTiger:engineConfig:cacheSizeGB: 4collectionConfig:blockCompressor: snappyoperationProfiling:mode: slowOpslowOpThresholdMs: 100replication:oplogSizeMB: 10240

十二、MongoDB高级特性

12.1 Change Streams

// 监听集合变化
const changeStream = db.collection('users').watch();
changeStream.on('change', (change) => {console.log('检测到变化:', change);
});// 使用管道过滤器
const pipeline = [{ $match: { 'operationType': 'insert' } }
];
const filteredStream = db.collection('users').watch(pipeline);

12.2 事务处理

// 开启事务
const session = db.getMongo().startSession();
session.startTransaction();try {// 转账操作示例db.accounts.updateOne({ userId: "user1" },{ $inc: { balance: -100 } },{ session });db.accounts.updateOne({ userId: "user2" },{ $inc: { balance: 100 } },{ session });await session.commitTransaction();
} catch (error) {await session.abortTransaction();throw error;
} finally {session.endSession();
}

12.3 GridFS文件存储

// 存储大文件
const bucket = new GridFSBucket(db);
fs.createReadStream('video.mp4').pipe(bucket.openUploadStream('video.mp4'));// 读取文件
bucket.openDownloadStreamByName('video.mp4').pipe(fs.createWriteStream('downloaded-video.mp4'));

十三、MongoDB复制集

13.1 复制集配置

# mongod.conf
replication:replSetName: "myReplicaSet"

// 初始化复制集
rs.initiate({_id: "myReplicaSet",members: [{ _id: 0, host: "mongodb1:27017" },{ _id: 1, host: "mongodb2:27017" },{ _id: 2, host: "mongodb3:27017" }]
});// 查看复制集状态
rs.status();// 添加节点
rs.add("mongodb4:27017");// 移除节点
rs.remove("mongodb4:27017");

13.2 复制集运维

// 主节点降级
rs.stepDown();// 设置优先级
cfg = rs.conf();
cfg.members[0].priority = 2;
rs.reconfig(cfg);// 设置隐藏节点
cfg.members[2].hidden = true;
cfg.members[2].priority = 0;
rs.reconfig(cfg);

十四、MongoDB分片集群

14.1 分片集群架构

• Config Server（配置服务器）
• Shard Server（分片服务器）
• Mongos Router（路由服务器）

14.2 分片配置

// 启用分片
sh.enableSharding("mydb");// 对集合进行分片
sh.shardCollection("mydb.users", { userId: "hashed" });// 范围分片
sh.shardCollection("mydb.orders", { orderDate: 1 });// 复合分片键
sh.shardCollection("mydb.products", { category: 1, price: 1 });

应用篇

十五、MongoDB性能诊断

15.1 查询分析

// 执行计划分析
db.users.find({ age: { $gt: 25 } }).explain("executionStats");// 慢查询分析
db.setProfilingLevel(1, { slowms: 100 });
db.system.profile.find().sort({ ts: -1 });// 查询统计
db.users.aggregate([{ $indexStats: {} }
]);

15.2 性能监控

// 服务器状态
db.serverStatus();// 数据库统计
db.stats();// 集合统计
db.users.stats();// 连接情况
db.currentOp();

十六、MongoDB数据迁移

16.1 数据导出

# 导出JSON格式
mongoexport --db mydb --collection users --out users.json# 导出CSV格式
mongoexport --db mydb --collection users --type=csv --fields name,age,email --out users.csv# 条件导出
mongoexport --db mydb --collection users --query '{"age":{"$gt":25}}' --out users_filtered.json

16.2 数据导入

# 导入JSON
mongoimport --db mydb --collection users --file users.json# 导入CSV
mongoimport --db mydb --collection users --type csv --headerline --file users.csv# 导入时进行转换
mongoimport --db mydb --collection users --file users.json --transform 'this.age = Number(this.age)'

十七、MongoDB应用开发最佳实践

17.1 数据建模

// 反范式设计示例
{_id: ObjectId("..."),orderId: "ORD001",customer: {name: "张三",email: "zhangsan@example.com",address: "北京市朝阳区"},items: [{productId: "P001",name: "iPhone",price: 6999,quantity: 1}],totalAmount: 6999,status: "completed"
}

17.2 查询优化技巧

// 使用覆盖索引
db.users.find({ age: { $gt: 25 } },{ _id: 0, name: 1, age: 1 }
).hint({ age: 1, name: 1 });// 使用投影减少网络传输
db.users.find({ },{ name: 1, age: 1, _id: 0 }
);// 批量操作
db.users.bulkWrite([{ insertOne: { document: { name: "张三", age: 25 } } },{ updateOne: { filter: { name: "李四" },update: { $set: { age: 26 } }} },{ deleteOne: { filter: { name: "王五" } } }
]);

17.3 错误处理

try {// 插入唯一索引冲突处理await db.users.insertOne({email: "existing@example.com",name: "张三"});
} catch (error) {if (error.code === 11000) {console.log('邮箱已存在');} else {throw error;}
}

十八、MongoDB运维管理

18.1 日志管理

# mongod.conf
systemLog:destination: filepath: "/var/log/mongodb/mongod.log"logAppend: truelogRotate: rename

18.2 监控告警

// 设置告警阈值
db.createCollection("alerts");
db.alerts.createIndex({ "timestamp": 1 }, { expireAfterSeconds: 86400 });// 监控连接数
const connections = db.serverStatus().connections;
if (connections.current > connections.available * 0.8) {db.alerts.insertOne({type: "connection_warning",message: "连接数超过80%",timestamp: new Date()});
}

18.3 容量规划

• 评估数据增长率
• 监控磁盘使用情况
• 规划扩容时机
• 制定备份策略

十九、MongoDB常见应用场景示例

19.1 用户管理系统

// 用户注册
db.users.insertOne({用户名: "xiaoming",密码: "123456",  // 实际应用中要加密注册时间: new Date(),最后登录: new Date(),状态: "正常"
})// 用户登录验证
db.users.findOne({用户名: "xiaoming",密码: "123456"
})// 更新登录时间
db.users.updateOne({用户名: "xiaoming"},{$set: {最后登录: new Date()}}
)

19.2 商品评论系统

// 添加评论
db.comments.insertOne({商品ID: "prod123",用户名: "xiaoming",评分: 5,内容: "很好用！",评论时间: new Date(),点赞数: 0
})// 查看商品评论
db.comments.find({商品ID: "prod123"})// 给评论点赞
db.comments.updateOne({_id: "评论ID"},{$inc: {点赞数: 1}}  // $inc表示增加
)

19.3 内容管理系统

// 创建文章
db.articles.insertOne({标题: "MongoDB入门指南",作者: "xiaoming",内容: "MongoDB是一个文档型数据库...",标签: ["数据库", "NoSQL", "MongoDB"],创建时间: new Date(),更新时间: new Date(),阅读量: 0,点赞数: 0
})// 更新文章
db.articles.updateOne({标题: "MongoDB入门指南"},{$set: {更新时间: new Date()},$inc: {阅读量: 1}}
)// 按标签查询文章
db.articles.find({标签: "MongoDB"})

19.4 日志系统

// 记录系统日志
db.logs.insertOne({级别: "ERROR",模块: "用户认证",消息: "用户登录失败",详情: "密码错误",时间: new Date(),用户ID: "user123",IP地址: "192.168.1.1"
})// 查询错误日志
db.logs.find({级别: "ERROR"})// 按时间范围查询
db.logs.find({时间: {$gte: new Date(new Date().setDate(new Date().getDate() - 7)),$lte: new Date()}
})

二十、MongoDB与Java集成

20.1 MongoDB Java驱动

// 添加MongoDB Java驱动依赖
// Maven
<dependency><groupId>org.mongodb</groupId><artifactId>mongodb-driver-sync</artifactId><version>4.11.1</version>
</dependency>// Gradle
implementation 'org.mongodb:mongodb-driver-sync:4.11.1'

20.2 连接MongoDB

// 创建MongoDB客户端
MongoClient mongoClient = MongoClients.create("mongodb://localhost:27017");// 获取数据库
MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("mydb");// 获取集合
MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("users");// 关闭连接
mongoClient.close();

20.3 基本操作示例

// 插入文档
Document document = new Document("name", "张三").append("age", 25).append("email", "zhangsan@example.com");
collection.insertOne(document);// 查询文档
Document query = new Document("name", "张三");
Document result = collection.find(query).first();
System.out.println(result.toJson());// 更新文档
Document updateQuery = new Document("name", "张三");
Document update = new Document("$set", new Document("age", 26));
collection.updateOne(updateQuery, update);// 删除文档
Document deleteQuery = new Document("name", "张三");
collection.deleteOne(deleteQuery);

20.4 使用MongoDB Java驱动的高级功能

// 批量操作
List<WriteModel<Document>> writes = new ArrayList<>();
writes.add(new InsertOneModel<>(new Document("name", "李四").append("age", 30)));
writes.add(new UpdateOneModel<>(new Document("name", "王五"),new Document("$set", new Document("age", 28))
));
writes.add(new DeleteOneModel<>(new Document("name", "赵六")));BulkWriteResult bulkWriteResult = collection.bulkWrite(writes);
System.out.println("插入: " + bulkWriteResult.getInsertedCount());
System.out.println("更新: " + bulkWriteResult.getModifiedCount());
System.out.println("删除: " + bulkWriteResult.getDeletedCount());// 聚合操作
List<Document> pipeline = Arrays.asList(new Document("$match", new Document("age", new Document("$gt", 25))),new Document("$group", new Document("_id", "$age").append("count", new Document("$sum", 1))),new Document("$sort", new Document("count", -1))
);MongoCursor<Document> cursor = collection.aggregate(pipeline).iterator();
while (cursor.hasNext()) {System.out.println(cursor.next().toJson());
}

二十一、MongoDB与Spring Boot集成

21.1 添加Spring Data MongoDB依赖

<!-- Maven -->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
</dependency><!-- Gradle -->
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-mongodb'

21.2 配置MongoDB连接

# application.yml
spring:data:mongodb:uri: mongodb://localhost:27017/mydb# 或者使用以下配置# host: localhost# port: 27017# database: mydb# username: admin# password: password

21.3 创建实体类

@Document(collection = "users")
public class User {@Idprivate String id;private String name;private int age;private String email;private List<String> hobbies;private Address address;// 构造函数、getter和setter方法// 内部类public static class Address {private String city;private String street;// 构造函数、getter和setter方法}
}

21.4 创建Repository接口

@Repository
public interface UserRepository extends MongoRepository<User, String> {// 自定义查询方法List<User> findByAgeGreaterThan(int age);List<User> findByNameStartingWith(String prefix);Optional<User> findByEmail(String email);// 使用@Query注解自定义查询@Query("{ 'age' : { $gt : ?0, $lt : ?1 } }")List<User> findByAgeBetween(int minAge, int maxAge);
}

21.5 使用MongoDB Template

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate MongoTemplate mongoTemplate;public List<User> findUsersByAge(int age) {Query query = new Query(Criteria.where("age").gt(age));return mongoTemplate.find(query, User.class);}public void updateUserAge(String id, int newAge) {Query query = new Query(Criteria.where("id").is(id));Update update = new Update().set("age", newAge);mongoTemplate.updateFirst(query, update, User.class);}public List<User> aggregateUsersByAge() {Aggregation aggregation = Aggregation.newAggregation(Aggregation.match(Criteria.where("age").gt(25)),Aggregation.group("age").count().as("count"),Aggregation.sort(Sort.Direction.DESC, "count"));AggregationResults<User> results = mongoTemplate.aggregate(aggregation, "users", User.class);return results.getMappedResults();}
}

二十二、MongoDB与Docker部署

22.1 使用Docker运行MongoDB

# 拉取MongoDB镜像
docker pull mongo:latest# 运行MongoDB容器
docker run -d --name mongodb -p 27017:27017 mongo:latest# 运行MongoDB容器（带数据持久化）
docker run -d --name mongodb -p 27017:27017 -v /data/mongodb:/data/db mongo:latest# 运行MongoDB容器（带认证）
docker run -d --name mongodb -p 27017:27017 -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=password mongo:latest

22.2 使用Docker Compose部署MongoDB

# docker-compose.yml
version: '3'
services:mongodb:image: mongo:latestcontainer_name: mongodbports:- "27017:27017"volumes:- ./data:/data/dbenvironment:- MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin- MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=passwordnetworks:- mongo-networkmongo-express:image: mongo-express:latestcontainer_name: mongo-expressports:- "8081:8081"environment:- ME_CONFIG_MONGODB_ADMINUSERNAME=admin- ME_CONFIG_MONGODB_ADMINPASSWORD=password- ME_CONFIG_MONGODB_URL=mongodb://admin:password@mongodb:27017/depends_on:- mongodbnetworks:- mongo-networknetworks:mongo-network:driver: bridge

22.3 使用Docker部署MongoDB复制集

# docker-compose-replica.yml
version: '3'
services:mongodb1:image: mongo:latestcontainer_name: mongodb1command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_allports:- "27017:27017"volumes:- ./data1:/data/dbnetworks:- mongo-networkmongodb2:image: mongo:latestcontainer_name: mongodb2command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_allports:- "27018:27017"volumes:- ./data2:/data/dbnetworks:- mongo-networkmongodb3:image: mongo:latestcontainer_name: mongodb3command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_allports:- "27019:27017"volumes:- ./data3:/data/dbnetworks:- mongo-networknetworks:mongo-network:driver: bridge

# 初始化复制集
docker exec -it mongodb1 mongosh --eval "rs.initiate({_id: 'rs0',members: [{_id: 0, host: 'mongodb1:27017'},{_id: 1, host: 'mongodb2:27017'},{_id: 2, host: 'mongodb3:27017'}]
})"

最佳实践篇

二十三、MongoDB常见问题解答

23.1 连接问题

问题: 无法连接到MongoDB服务器
解决方案:

1. 检查MongoDB服务是否正在运行
2. 检查防火墙设置，确保端口27017开放
3. 检查MongoDB配置文件中的bindIp设置
4. 如果使用认证，确保用户名和密码正确

23.2 性能问题

问题: MongoDB查询速度慢
解决方案:

1. 为常用查询字段创建索引
2. 使用explain()分析查询执行计划
3. 优化查询，只返回需要的字段
4. 检查服务器资源使用情况（CPU、内存、磁盘I/O）
5. 考虑增加服务器资源或使用分片集群

23.3 数据一致性问题

问题: 在复制集中出现数据不一致
解决方案:

1. 检查复制集状态：rs.status()
2. 检查主节点和从节点的数据差异
3. 如果从节点落后太多，考虑重新同步
4. 确保网络连接稳定，避免网络分区

23.4 内存问题

问题: MongoDB占用过多内存
解决方案:

1. 调整WiredTiger缓存大小
2. 监控内存使用情况
3. 考虑增加服务器内存
4. 优化查询和索引，减少内存使用

23.5 磁盘空间问题

问题: MongoDB磁盘空间不足
解决方案:

1. 清理不需要的数据
2. 压缩集合：db.runCommand({compact: "collection_name"})
3. 增加磁盘空间
4. 考虑使用分片集群分散数据

二十四、MongoDB最佳实践总结

24.1 数据建模最佳实践

1. 嵌入vs引用

   • 一对少关系：使用嵌入
   • 一对多关系：根据查询模式决定
   • 多对多关系：通常使用引用

2. 文档大小

   • 保持文档大小在16MB以下
   • 避免过深的嵌套（不超过3-4层）
   • 避免过大的数组

3. 字段命名

   • 使用简短但有意义的字段名
   • 保持命名风格一致
   • 避免使用特殊字符

24.2 查询优化最佳实践

1. 索引策略

   • 为所有查询创建适当的索引
   • 避免过多索引（每个集合不超过64个）
   • 使用复合索引支持多字段查询
   • 考虑索引顺序（等值查询字段放在前面）

2. 查询模式

   • 使用覆盖索引减少内存使用
   • 使用投影只返回需要的字段
   • 使用批量操作代替多次单文档操作
   • 避免使用正则表达式进行前缀查询

24.3 运维最佳实践

1. 监控

   • 监控服务器资源使用情况
   • 监控查询性能
   • 监控复制集状态
   • 设置告警阈值

2. 备份

   • 定期备份数据
   • 测试恢复流程
   • 保存备份记录
   • 考虑使用云服务提供商的备份功能

3. 安全

   • 启用认证
   • 限制网络访问
   • 定期更新密码
   • 使用TLS/SSL加密传输

4. 扩展

   • 垂直扩展：增加服务器资源
   • 水平扩展：使用分片集群
   • 根据数据增长和访问模式规划扩展策略

24.4 应用开发最佳实践

1. 连接管理

   • 使用连接池
   • 正确关闭连接
   • 处理连接异常

2. 错误处理

   • 捕获并处理MongoDB异常
   • 实现重试机制
   • 记录错误日志

3. 事务使用

   • 只在必要时使用事务
   • 保持事务简短
   • 考虑使用补偿事务代替长时间运行的事务

4. 代码组织

   • 使用数据访问层封装MongoDB操作
   • 使用ORM框架简化开发
   • 遵循领域驱动设计原则