本文章由博主学习阿里云MongoDB从入门到高级云上开发实战课程后整理的笔记，访问超链接即可了解更多内容

3.MongoDB数据库核心知识

3.1 MongoDB数据库架构

3.1.1 MongoDB数据库体系架构

3.1.2 MongoDB数据逻辑架构

• MongoDB允许集合中的数据缺失或者修改，部分不一致，出现字段的删减与添加
• 一个MongoDB可以包含多个集合，一个集合可以包含多个文档

3.2 MongoDB存储引擎

存储引擎负责管理数据存储，包括内存和磁盘2各区域

1. MongoDB官方支持的四种引擎：

   • MMAPv1为3.2版本之前默认引擎，WiredTiger为3.2版本之后默认引擎

   • Encrypted、In-Memory为企业付费版，Encrypted为加密引擎

2. 阿里云数据库MongoDB版拓展支持的存储引擎

   • TerarkDB在提高压缩率的同时，解决存储空间以及查询性能的优化，RocksDB用于写入性能的优化

查询存储引擎的版本

db.serverStatus().storageEngine

3.3 集合Collection

3.3.1 MongoDB集合（Collection）

• 类似于关系型数据库中的表Table

• MongoDB数据库可以包含多个集合,一个集合可以包含多个文档( Document ) ¹

• 如果集合不存在, MongoDB会在保存第一条数据的时候创建集合

• 可以使用db.createCollection()创建集合

• 集合不限制文档Document的字段架构

• MongoDB 3.2开始可以启用Schema Validation强制验证文档结构

• MongoDB还提供了Capped Collection固定容量大小的集合 ²

• 使用命令行创建集合

  db.createCollection("log", { capped : true, size : 5242880, max : 5000 }) 
  

  • size用于控制数据容量大小

  • max用于控制文档个数

  • 只要两个条件满足一个就会淘汰数据

3.3.2 查询集合状态

db.orders.stats() //orders is collection name

3.4 文档模型与BSON

3.4.1 MongoDB文档模型

1. Document文档 ,类似于关系型数据库中的行Row ,数据基本单元

2. 文档结构类似于JSON文档 ,存储键值对Key-Value数据

3. MongoDB保存数据的基本格式是BSON Document

4. BSON是二进制JSON ，目的节约存储空间

5. MongoDB的文档支持更丰富的数据类型

6. _id是默认的主键 ,使用的是ObjectId类型保证唯一, 也可以自定义

7. 字段存储有特定的顺序 ,允许嵌套复杂类型,如文档类型的数据

8. 除了数据使用文档、查询、过滤、索引管理等功能也全部使用文档

9. BSON文档大小有 16M的限制

10. 超出16M限制的数据可以使用GridFS存储

3.4.1 MongoDB文档模型设计原则

数据模型的两种方式：

1. Normalized 范式

2. Denormalized 反范式

Mongodb文档结构分为：

1. 引用方式：也就是RDBMS中的外键关联

2. 嵌入式：也就是Ducoment文档中的内嵌节点

3.5 日志Log机制

3.5.1 Mongodb日志Journal

• 为了防止突发故障导致的数据丢失, MongoDB提供了日志机制

• WiredTiger使用写前日志write-ahead transaction log和Checkpoint检查点一起来确保数据正确持久性

• 如果MongoDB日志存在检查点,就使用日志重放修改直到上一一个检查点

• 日志使用了snappy压缩库

• 最小日志大小128字节,小于此大小不启用压缩.

• 单节点,不启用日志,可能导致数据修改丢失

• WiredTiger引擎日志默认100毫秒刷一次磁盘,日志文件最大100M ,超过会自动创建新文件

3.5.2 控制WiredTiger日志持久化

1. MongoDB的日志在DbPath目录下的Journal目录下
2. 启动参数–journal开启使用–nojournal 关闭,也可以配置文件关闭
3. WiredTiger默认提交日志时间是间隔100毫秒
4. 3.2版本WiredTiger写入日志间隔默认50毫秒
5. 3.6以后WiredTiger设置检查点间隔是60秒
6. 如果写入操作设置了j: true ,引擎会立即写磁盘
7. 日志大小是100 MB ,写满以后,重新创建日志文件
8. 如果强制关闭Mongod进程可能会导致日志丢失
9. 使用storage.journal.commitIntervalMs控制间隔
10. In-Memory引擎不支持此参数
11. MMAPv1引擎默认提交日志时间是间隔30毫秒
12. WiredTiger引擎自动删除直到上一个CheckPoint的日志文件

3.6 MongoDB面试题

1. Document内嵌VS引用

   • Embedding内嵌
     • 快速读取
     • 数据冗余
     • 数据更新时较为复杂
   • Linking引用
     • 节约空间
     • 关系灵活
     • 数据更新时比较简单
     • 需要从多个表读取数据

2. MongoDB存储引擎主要有哪些?

3. 几种主流存储引擎的差异?优缺点?

4. MongoDB日志结构?

5. MongoDB恢复数据库数据的原理?

6. BSON如何保证数据的序列化?

7. MongoDB文档模型?

8. MongoDB文档模型优缺点?

9. 如何控制MongoDB日志写入时间?