Ubuntu下MongoDB安装与使用教程

大数据技术原理与应用

【版权声明:本指南为厦门大学林子雨编著的《大数据技术原理与应用》教材配套学习资料,版权所有,转载请注明出处,请勿用于商业用途】

本指南介绍了MongoDB,并详细指引读者在Ubuntu下MongoDB的安装和使用。目前第一版教材上没有收纳本章内容,可以直接使用本教程进行学习。本教程在Ubuntu14.04下测试通过。

一、MongoDB介绍

MongoDB 是一个是一个基于分布式文件存储的数据库,介于关系数据库和非关系数据库之间,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。他支持的数据结构非常松散,是类似json的bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是他支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。

二、安装MongoDB

MongoDB安装很简单,无需下载源文件,可以直接用apt-get命令进行安装。如果网速太差,并且已经下载MongoDB的安装包时,可以离线方式安装,参考Ubuntu下MongoDB安装与使用教程(离线安装方式)推荐使用apt-get命令进行在线安装,可以避免很多莫名其妙的问题。
以下命令sudo apt-get install mongodb,可下载安装MongoDB,默认安装的版本是MongoDB 2.6.10,但目前MongoDB已经升级到3.2.8,这里将指导读者通过添加软件源的方式来安装3.2.8版本。
首先打开终端,导入公共key到包管理器,输入以下命令:

sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv EA312927   

创建MongoDB的文件列表

#仅适用于Ubuntu14.04
echo "deb http://repo.mongodb.org/apt/ubuntu trusty/mongodb-org/3.2 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.2.list

更新包管理器,安装MongoDB,输入以下命令:

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb-org

截图如下:

注意:如果执行“sudo apt-get update”命令后出现如下错误:
···
update completed, but some metadata was ignored due to errors.
E: 无法获得锁 /var/lib/dpkg/lock - open (11: 资源暂时不可用)
E: 无法锁定管理目录(/var/lib/dpkg/),是否有其他进程正占用它?
···
请按照如下方法解决错误,也就是输入以下三条命令:

sudo rm /var/cache/apt/archives/lock
sudo rm /var/lib/dpkg/lock
sudo apt-get update

运行上面三条命令以后,应该就可以顺利完成apt-get update了。

安装完成MongoDB以后,在终端输入以下命令查看MongoDB版本:

mongo -version

输出版本信息,表明安装成功,截图如下:

启动和关闭mongodb命令如下:

sudo service mongodb start
sudo service mongodb stop

截图如下:
启动关闭
默认设置MongoDB是随Ubuntu启动自动启动的。
输入以下命令查看是否启动成功:

pgrep mongo -l   #注意:-l是英文字母l,不是阿拉伯数字1

截图如下:
查看是否启动成功

出现安装错误的解决方案:
输入“sudo service mongodb start”启动mongodb的时候,如果报这个错误:Failed to start mongod.service: Unit not found
请按照如下步骤解决该错误:
(1)使用vim编辑器创建配置文件

sudo vim /etc/systemd/system/mongodb.service

(2)在该配置文件中添加如下内容:

[Unit]
Description=High-performance, schema-free document-oriented database
After=network.target

[Service]
User=mongodb
ExecStart=/usr/bin/mongod --quiet --config /etc/mongod.conf

[Install]
WantedBy=multi-user.target

保存退出vim编辑器。
(3)输入如下命令启动mongodb:

sudo systemctl start mongodb
sudo systemctl status mongodb

这时就可以启动成功了。
以后,每次启动和关闭MongoDB,就可以仍然使用如下命令:

sudo service mongodb start
sudo service mongodb stop

三、使用MongoDB

shell命令模式

输入如下命令进入MongoDB的shell命令模式:

mongo

默认连接的数据库是test数据库,在此之前一定要确保你已经启动了MongoDB,否则会出现错误,启动之后运行成功,如下截图:
mongo shell

常用操作命令:

数据库相关
show dbs:显示数据库列表
show collections:显示当前数据库中的集合(类似关系数据库中的表table)
show users:显示所有用户
use yourDB:切换当前数据库至yourDB
db.help() :显示数据库操作命令
db.yourCollection.help() :显示集合操作命令,yourCollection是集合名
MongoDB没有创建数据库的命令,如果你想创建一个“School”的数据库,先运行use School命令,之后做一些操作(如:创建聚集集合db.createCollection('teacher')),这样就可以创建一个名叫“School”的数据库。截图如下:
自动创建school数据库
下面以一个School数据库为例,在School数据库中创建两个集合teacher和student,并对student集合中的数据进行增删改查基本操作(集合Collection相当于关系型数据库中的表table)。
1、切换到School数据库

use School #切换到School数据库。MongoDB 无需预创建School数据库,在使用时会自动创建

2、创建Collection

db.createCollection('teacher') #创建一个聚集集合。MongoDB 其实在插入数据的时候,也会自动创建对应的集合,无需预定义集合

截图如下:
创建集合
3、插入数据
与数据库创建类似,插入数据时也会自动创建集合。
插入数据有两种方式:insert和save。

db.student.insert({_id:1, sname: 'zhangsan', sage: 20}) #_id可选
db.student.save({_id:1, sname: 'zhangsan', sage: 22}) #_id可选

这两种方式,其插入的数据中_id字段均可不写,会自动生成一个唯一的_id来标识本条数据。而insert和save不同之处在于:在手动插入_id字段时,如果_id已经存在,insert不做操作,save做更新操作;如果不加_id字段,两者作用相同都是插入数据。截图如下:
insertsave
添加的数据其结构是松散的,只要是bson格式均可,列属性均不固定,根据添加的数据为准。先定义数据再插入,就可以一次性插入多条数据,截图如下:
插入多条
运行完以上例子,student 已自动创建,这也说明 MongoDB 不需要预先定义 collection ,在第一次插入数据后,collection 会自动的创建。截图如下:
student自动创建
3、查找数据
db.youCollection.find(criteria, filterDisplay)
criteria :查询条件,可选
filterDisplay:筛选显示部分数据,如显示指定列数据,可选(当选择时,第一个参数不可省略,若查询条件为空,可用{}做占位符,如下例第三句)

db.student.find()  #查询所有记录。相当于:select * from student
db.student.find({sname: 'lisi'})  #查询sname='lisi'的记录。相当于: select * from student where sname='lisi'
db.student.find({},{sname:1, sage:1}) #查询指定列sname、sage数据。相当于:select sname,sage from student。sname:1表示返回sname列,默认_id字段也是返回的,可以添加_id:0(意为不返回_id)写成{sname: 1, sage: 1,_id:0},就不会返回默认的_id字段了
db.student.find({sname: 'zhangsan', sage: 22}) #and 与条件查询。相当于:select * from student where sname = 'zhangsan' and sage = 22
db.student.find({$or: [{sage: 22}, {sage: 25}]}) #or 条件查询。相当于:select * from student where sage = 22 or sage = 25

查询操作类似,这里只给出db.student.find({sname: 'lisi'})查询的截图,如下:
查找
db.youCollection.find(criteria, filterDisplay).pretty()表示格式化输出,截图如下:
findpretty

4、修改数据
db.youCollection.update(criteria, objNew, upsert, multi )
criteria: update的查询条件,类似sql update查询内where后面的
objNew : update的对象和一些更新的操作符(如$set)等,也可以理解为sql update查询内set后面的。
upsert : 如果不存在update的记录,是否插入objNew,true为插入,默认是false,不插入。
multi: mongodb默认是false,只更新找到的第一条记录,如果这个参数为true,就把按条件查出来多条记录全部更新。默认false,只修改匹配到的第一条数据。
其中criteria和objNew是必选参数,upsert和multi可选参数
举例如下:

db.student.update({sname: 'lisi'}, {$set: {sage: 30}}, false, true) #相当于:update student set sage =30 where sname = 'lisi';

操作截图如下:
修改
5、删除数据

db.student.remove({sname: 'chenliu'}) #相当于:delete from student where sname='chenliu'

操作截图如下:
删除
6、删除集合

db.student.drop()

操作截图如下:
mongodb删除集合
7、退出shell命令模式
输入exit或者Ctrl+C退出shell命令模式

注意:MongoDB相较安全性更偏向易用性,默认是没有开启用户权限的,如果想开启用户权限,可以参考Ubuntu下开启MongoDB用户权限

Java API编程实例

第一步:下载Java MongoDB Driver驱动jar包,Java MongoDB Driver下载地址,默认的下载目录~/下载或者~/Downloads
第二步:打开Eclipse,新建Java Project,新建Class,引入刚刚下载的jar包
第三步:编码实现
下面以School数据库为例,执行集合student的增删改查操作,如果没有School数据库和student集合请先创建,以下是源代码:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.bson.Document;
import com.mongodb.MongoClient;
import com.mongodb.client.MongoCollection;
import com.mongodb.client.MongoCursor;
import com.mongodb.client.MongoDatabase;
import com.mongodb.client.model.Filters;

public class TestMongoDB {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
//      insert();//插入数据。执行插入时,可将其他三句函数调用语句注释,下同
        find(); //查找数据
//      update();//更新数据
//      delete();//删除数据
    }
    /**
     * 返回指定数据库中的指定集合
     * @param dbname 数据库名
     * @param collectionname 集合名
     * @return
     */
    //MongoDB无需预定义数据库和集合,在使用的时候会自动创建
    public static MongoCollection<Document> getCollection(String dbname,String collectionname){
        //实例化一个mongo客户端,服务器地址:localhost(本地),端口号:27017
        MongoClient  mongoClient=new MongoClient("localhost",27017);
        //实例化一个mongo数据库
        MongoDatabase mongoDatabase = mongoClient.getDatabase(dbname);
        //获取数据库中某个集合
        MongoCollection<Document> collection = mongoDatabase.getCollection(collectionname);
        return collection;
    }
    /**
     * 插入数据
     */
    public static void insert(){
        try{
            //连接MongoDB,指定连接数据库名,指定连接表名。
            MongoCollection<Document> collection= getCollection("School","student");    //数据库名:School 集合名:student
            //实例化一个文档,文档内容为{sname:'Mary',sage:25},如果还有其他字段,可以继续追加append
            Document doc1=new Document("sname","Mary").append("sage", 25);
            //实例化一个文档,文档内容为{sname:'Bob',sage:20}
            Document doc2=new Document("sname","Bob").append("sage", 20);
            List<Document> documents = new ArrayList<Document>(); 
            //将doc1、doc2加入到documents列表中
            documents.add(doc1); 
            documents.add(doc2); 
            //将documents插入集合
            collection.insertMany(documents);  
            System.out.println("插入成功"); 
        }catch(Exception e){
            System.err.println( e.getClass().getName() + ": " + e.getMessage() );
        }
    }
    /**
     * 查询数据
     */
    public static void find(){
        try{
            MongoCollection<Document> collection = getCollection("School","student");  //数据库名:School 集合名:student
            //通过游标遍历检索出的文档集合 
//          MongoCursor<Document>  cursor= collection.find(new Document("sname","Mary")). projection(new Document("sname",1).append("sage",1).append("_id", 0)).iterator();   //find查询条件:sname='Mary'。projection筛选:显示sname和sage,不显示_id(_id默认会显示)
            //查询所有数据
            MongoCursor<Document>  cursor= collection.find().iterator();
            while(cursor.hasNext()){
                System.out.println(cursor.next().toJson());
            }
        }catch(Exception e){
            System.err.println( e.getClass().getName() + ": " + e.getMessage() );
        }
    }
    /**
     * 更新数据
     */
    public static void update(){
        try{
            MongoCollection<Document> collection = getCollection("School","student");  //数据库名:School 集合名:student
             //更新文档   将文档中sname='Mary'的文档修改为sage=22   
             collection.updateMany(Filters.eq("sname", "Mary"), new Document("$set",new Document("sage",22)));  
             System.out.println("更新成功!");
        }catch(Exception e){
            System.err.println( e.getClass().getName() + ": " + e.getMessage() );
        }
    }
    /**
     * 删除数据
     */
    public static void delete(){
        try{
            MongoCollection<Document> collection = getCollection("School","student");  //数据库名:School 集合名:student
                //删除符合条件的第一个文档  
            collection.deleteOne(Filters.eq("sname", "Bob"));  
            //删除所有符合条件的文档  
            //collection.deleteMany (Filters.eq("sname", "Bob"));
            System.out.println("删除成功!");
        }catch(Exception e){
            System.err.println( e.getClass().getName() + ": " + e.getMessage() );
        }
    }
}

每次执行完程序,都可以返回shell模式查看结果。如:在eclipse执行完更新操作后,在shell模式输入db.student.find(),可以查看student集合的所有数据,截图如下:
更新