• MongoDB是一個基於分佈式文件存儲的文檔數據庫，旨在簡化開發和擴展，為WEB應用提供可擴展的高性能數據存儲解決方案。
• MongoDB是一個介於關係數據庫和非關係數據庫之間的產品，是非關係數據庫當中功能最豐富，最像關係數據庫的。

二、為什麼要了解MongoDB?

• 具有良好的伸縮性，在高負載的情況下，添加更多的節點，可以保證服務器性能（關係型數據庫伸縮困難）。
• 數據模型直觀，且它支持的數據結構非常鬆散，是類似json的bson格式，因此可以存儲比較複雜的數據類型。
• 支持多種存儲引擎且查詢語言豐富，可以方便的進行數據的增刪改查。
• 可用性高，MongoDB的複製工具（稱為副本集）提供了自動故障轉移、數據冗餘等功能。

三、MongoDB的關鍵特性

　　本文要介紹的MongoDB關鍵特性主要包含以下內容

• 文檔數據模型
• ad hoc查詢
• 索引
• 複製
• 加速與持久化
• 伸縮

3.1 文檔數據模型

官方概述：

　　數據庫很大程度上是由其數據模型定義的，MongoDB的數據模型是面向文檔的。

　　MongoDB中的記錄是一個文檔，它是由字段和值對組成的數據結構。MongoDB文檔類似於JSON對象。字段的值可以包括其他文檔，數組和文檔數組。

文檔的優點：

• 文檔（即對象）對應於許多編程語言中的本機數據類型。
• 嵌入式文檔和數組減少了對昂貴連接的需求。
• 動態模式支持流暢的多態性。

注意事項：

　　MongoDB以二進制JSON格式存儲文檔數據，或者叫做BSON。BSON有相似的數據結構，是專門為文檔存儲設計。當我們查詢Mongo並返回結果的時候，這些數據會轉化為易於閱讀的數據格式。

　　關係數據庫中包含表，MongoDB擁有集合。換句話說，Mysql、Oracle等關係型數據庫在表的行里保存數據，而MongoDB在集合的文檔里保存數據（集合類似於表）。

　　MongoDB的集合中的數據存儲在硬盤上，而且大部分查詢需要指定查詢的目標集合。

3.2 ad hoc查詢

概述：

　　ad hoc queries（主動查詢模式，也有翻譯為「即席查詢」的）是指不需要事先定義系統接收何種查詢。

舉例說明：

　　以關係型數據庫來說，假設A表存儲了整個醫院門診患者的基本信息，B表存儲了患者的挂號信息，如果想查詢張三醫生接診的年齡大約50的患者信息。

SELECT
    * 
FROM
    A
    LEFT JOIN B ON A.pat_no = B.pat_no 
WHERE
    A.age > 50
    AND B.doctor = '張三';

　　等價的MongoDB查詢，使用document文檔作為匹配器。（$gt：大於）

db.A.find({'doctor': '張三', 'age': {'$gt', 50}});

注意：

　　關係型數據庫查詢依賴於嚴格的範式模型，數據分別存放在A、B兩張表中，MongoDB假設數據都存在每個A集合中。

　　以上兩種方式都演示了任意組合屬性的功能，這也是ad hoc查詢的功能。

3.3 索引

創建索引原因：

　　隨着數據庫中添加的文檔數量約來越多，查詢的成本會變得約來越高，有時無異於大海撈針。

使用索引的好處：

　　索引類似於圖書的目錄，我們可以通過目錄，快速查找想要知道的內容。

MongoDB的索引：

　　MongoDB中的索引使用了B-樹（平衡樹）數據結構，B-樹索引也大量使用於許多關係型數據庫中。

　　使用MongoDB，每個集合我們可以創建64個索引，例如升序、降序、複合鍵、哈希、文本以及地理空間索引等

3.4 複製

概述：

　　Mongo提供了數據庫的複製特性，叫做可複製結合（replica set）。

MongoDB如何保證複製：

　　在多個機器上分佈式存儲數據，當服務器或網絡出錯時，實現數據冗餘存取和自動災備。

　　與其他數據庫主從複製類似，可複製集合的主節點可以同時接受讀/寫操作，但是從節點只能進行讀取操作。如果服務主節點失敗，集群會選擇一個從節點，並自動提升為主節點。當之前的主節點主節點恢復後，自動作為從節點進行工作。

3.5 加速與持久化

寫入速度（write speed）：

　　數據庫給定的時間內插入、更新、刪除的容量。

持久化（durability）:

　　數據庫寫操作被永久保存的保證級別。

3.6 伸縮

　　伸縮數據庫的最簡單的方式就是升級服務器硬件（添加更快的磁盤、更多的內存、更強的CPU來接觸數據庫性能瓶頸）。

垂直擴展（vertical scaling 或 scaling up）

　　提升單節點參數的做法通常稱為垂直擴展，垂直擴展非常簡單、可靠，但是達到某個點後成本很高，最終達到一個無法低成本垂直擴展的臨界點。

水平擴展（horizontally 或 scaling out）