【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：
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：
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：
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：
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：
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：
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：
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：
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({$or: [{sage: 22}, {sage: 25}]}) #or 条件查询。相当于：select * from student where sage = 22 or sage = 25
查询操作类似，这里只给出db.student.find({sname: 'lisi'})查询的截图，如下：
db.youCollection.find(criteria, filterDisplay).pretty()表示格式化输出，截图如下：
4、修改数据
db.youCollection.update(criteria, objNew, upsert, multi )
criteria: update的查询条件，类似sql update查询内where后面的
objNew : update的对象和一些更新的操作符（如$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：
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：
6、删除集合
db.student.drop()
操作截图如下：
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：
