定義

MongoDB是一個(gè)基于分布式文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)。由C++語(yǔ)言編寫(xiě)。旨在為WEB應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。它介于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間的產(chǎn)品，是非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中功能最豐富，最像關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的。他支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常松散，是類似json的bson格式，因此可以存儲(chǔ)比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。Mongo最大的特點(diǎn)是他支持的查詢語(yǔ)言非常強(qiáng)大，其語(yǔ)法有點(diǎn)類似于面向?qū)ο蟮牟樵冋Z(yǔ)言，幾乎可以實(shí)現(xiàn)類似關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)單表查詢的絕大部分功能，而且還支持對(duì)數(shù)據(jù)建立索引。

特點(diǎn)

• 高性能、易部署、易使用，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)非常方便。

主要功能特性

• 面向集合存儲(chǔ)，易存儲(chǔ)對(duì)象類型的數(shù)據(jù)。

• 模式自由。

• 支持動(dòng)態(tài)查詢。

• 支持完全索引，包含內(nèi)部對(duì)象。

• 支持查詢。

• 支持復(fù)制和故障恢復(fù)。

• 使用高效的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，包括大型對(duì)象（如視頻等）。

• 自動(dòng)處理碎片，以支持云計(jì)算層次的擴(kuò)展性。

• 支持RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多種語(yǔ)言。

• 文件存儲(chǔ)格式為BSON（一種JSON的擴(kuò)展）。

• 可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。

適用場(chǎng)景

• 作為文檔型DB

  MongoDB是文檔型（Document store）的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)以文檔的形式在MongoDB中保存，文檔實(shí)際上就是一個(gè)個(gè)JSON字符串，使用JSON的好處是非常直觀，數(shù)據(jù)從MongoDB中讀取出來(lái)后，可無(wú)需轉(zhuǎn)換直接使用；通過(guò)一系列的Key-Value鍵值對(duì)來(lái)表示數(shù)據(jù)，且Key-Value鍵值對(duì)支持豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，Value可以是普通的整型、字符串，可以是數(shù)組，也可以是嵌套的子文檔，使用嵌套的好處是在MongoDB中僅需一次簡(jiǎn)單的查詢就能夠獲取到你所需的數(shù)據(jù)。舉電商領(lǐng)域?yàn)槔?，網(wǎng)易嚴(yán)選上賣的上衣和褲子兩種商品，除了有共同屬性，如產(chǎn)地、價(jià)格、材質(zhì)、顏色等外，還有各自有不同的屬性集，如上衣的獨(dú)有屬性是肩寬、胸圍、袖長(zhǎng)等，褲子的獨(dú)有屬性是臀圍、腳口和褲長(zhǎng)等。

• 地理位置索引

  MongoDB還具有強(qiáng)大的索引能力，支持創(chuàng)建唯一索引、二級(jí)索引、TTL索引和地理位置索引。而地理位置索引是MongoDB早已被用戶所熟知的特性，其球面（Spherical）和平面（Flat）兩種模式，提供了豐富的地址位置的表示方式，如2d、2dsphere和GeoJSON等，對(duì)于移動(dòng)App，如地圖軟件、打車軟件、外賣軟件，MongoDB強(qiáng)大的地理位置索引功能使其為最佳選擇；此外，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)、智慧都市等領(lǐng)域，也需要大量的地理位置相關(guān)操作，這些都是MongoDB的競(jìng)技場(chǎng)。

• 高可用和讀寫(xiě)負(fù)載均衡解決方案

  MongoDB的復(fù)制集是數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域領(lǐng)先的高可用和讀寫(xiě)負(fù)載均衡解決方案，提供了數(shù)據(jù)自動(dòng)（異步/同步）復(fù)制能力，一個(gè)新節(jié)點(diǎn)加入到復(fù)制集中會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)初始同步隨后使用oplog進(jìn)行增量復(fù)制，無(wú)需人工干預(yù)；如果復(fù)制集的Primary節(jié)點(diǎn)發(fā)生宕機(jī)，MongoDB會(huì)自動(dòng)進(jìn)行主從切換，在復(fù)制集大多數(shù)節(jié)點(diǎn)在線的情況下，能夠基于Raft協(xié)議自動(dòng)地快速選出新的Primary并恢復(fù)讀寫(xiě)服務(wù)，無(wú)需人工干預(yù)；MongoDB運(yùn)維人員所需做的僅僅是將宕機(jī)節(jié)點(diǎn)重新啟動(dòng)，若宕機(jī)的是Primary，則重新啟動(dòng)后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)回滾并最終成為復(fù)制集的Secondary節(jié)點(diǎn)，所以，相比目前的大多數(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，MongoDB復(fù)制集實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)復(fù)制和故障切換，大大減低了運(yùn)維復(fù)雜度，解放了DBA。如果你對(duì)數(shù)據(jù)的持久化和可用性有較高的要求，MongoDB復(fù)制集是上佳的選擇。

• 大數(shù)據(jù)

  MongoDB是為大數(shù)據(jù)而生的，提供sharding機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的水平擴(kuò)展。每個(gè)shard都保存業(yè)務(wù)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，shard可以配置為復(fù)制集，確保shard上數(shù)據(jù)的高可用性，shard內(nèi)部由一系列連續(xù)的chunk組成，chunk是某一片鍵區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄集合；mongos用于業(yè)務(wù)請(qǐng)求的路由，將業(yè)務(wù)負(fù)載分?jǐn)偟讲煌膕hard上，此外mongos還會(huì)對(duì)shard上超過(guò)一定大小的chunk進(jìn)行分裂（split）；根據(jù)不同shard中數(shù)據(jù)量的大小，在shard將進(jìn)行chunk遷移（migrate），應(yīng)該說(shuō)sharding提供了完善的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和負(fù)載水平擴(kuò)展的機(jī)制，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)、日志系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)這類包含TB級(jí)海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景，使用MongoDB sharding是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

怎樣決定選擇使用MongoDB

• 無(wú)需要跨文檔或跨表的事務(wù)及復(fù)雜的join查詢支持

• 敏捷迭代的業(yè)務(wù)，需求變動(dòng)頻繁，數(shù)據(jù)模型無(wú)法確定

• 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)格式靈活，不固定，或?qū)儆诎虢Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

• 業(yè)務(wù)并發(fā)訪問(wèn)量大，需數(shù)千的QPS

• TB級(jí)以上的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，且數(shù)據(jù)量不斷增加

• 要求存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)持久化、不丟失

• 需要99.999%的數(shù)據(jù)高可用性

• 需要大量的地理位置查詢、文本查詢

NoSql與關(guān)系型DB的比較

• 理解ACID與BASE的區(qū)別（ACID是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)強(qiáng)一致性的四個(gè)要求，而B(niǎo)ASE是NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)通常對(duì)可用性及一致性的弱要求原則。

• 理解持久化與非持久化的區(qū)別。這么說(shuō)是因?yàn)橛械腘oSQL系統(tǒng)是純內(nèi)存存儲(chǔ)的。

• 你必須意識(shí)到傳統(tǒng)有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與NoSQL系統(tǒng)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的本質(zhì)區(qū)別。傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)通常是基于行的表格型存儲(chǔ)，而NoSQL系統(tǒng)包括了列式存儲(chǔ)（Cassandra）、key/value存儲(chǔ)（Memcached）、文檔型存儲(chǔ)（CouchDB）以及圖結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)（Neo4j）

• 與傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有統(tǒng)一的SQL語(yǔ)言操作接口不同，NoSQL系統(tǒng)通常有自己特有的API接口。

• 在架構(gòu)上，你必須搞清楚，NoSQL系統(tǒng)是被設(shè)計(jì)用于成百上千臺(tái)機(jī)器的集群中的，而非共享型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)。

• 在NoSQL系統(tǒng)中，可能你得習(xí)慣一下不知道你的數(shù)據(jù)具體存在何處的情況。

• 在NoSQL系統(tǒng)中，你最好習(xí)慣它的弱一致性。”eventually consistent”(最終一致性)正是BASE原則中的重要一項(xiàng)。比如在Twitter，你在Followers列表中經(jīng)常會(huì)感受到數(shù)據(jù)的延遲。

• 在NoSQL系統(tǒng)中，你要理解，很多時(shí)候數(shù)據(jù)并不總是可用的。

• 你得理解，有的方案是擁有分區(qū)容忍性的，有的方案不一定有。

NoSql中的mongodb,redis,hbase對(duì)比

mongodb

定位是取代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，想當(dāng)一個(gè)主流數(shù)據(jù)庫(kù)。因?yàn)樗蟹墙Y(jié)構(gòu)化、方便擴(kuò)充字段、寫(xiě)性能優(yōu)于mysql。萬(wàn)事萬(wàn)物有利有弊，mongodb的內(nèi)存型緩存內(nèi)容，讓其速度飛快，帶來(lái)內(nèi)存率多，掉電數(shù)據(jù)問(wèn)題等，加上自身代碼還有很多bug帶來(lái)不如老牌關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)穩(wěn)定，特別是在主從等分布式環(huán)境，其設(shè)計(jì)也帶來(lái)諸多問(wèn)題。

redis

是一個(gè)小而美的數(shù)據(jù)庫(kù)，主要用在key-value 的內(nèi)存緩存，讀寫(xiě)性能極佳，list，set，hash等幾種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)使得使用也很簡(jiǎn)單。緩存與簡(jiǎn)單是其定位，分布式redis架構(gòu)的出現(xiàn)，讓redis更加廣泛的使用，穩(wěn)坐緩存第一把交椅。

hbase

定位非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)，可伸縮性好，并不是完全高可用，底層依靠hadoop提供的HDFS，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)128GB內(nèi)存雙路CPU25TB存儲(chǔ)只夠一星期的時(shí)候，估計(jì)就沒(méi)有選擇綜合癥了，HBase成了最佳選擇。