1. MongoDB的介绍
1.1 介绍
- 了解
MongoDB数据库
MongoDB数据库与其他NoSQL数据库的区别。
- 安装
MongoDB及客户端
安装MongoDB数据库，安装RoBo3T客户端。
- 掌握
MongoDB用户管理
有哪些内置角色？
如何创建用户？
1.2 MongoDB的介绍与安装
-
NoSQL数据库简介
NoSQL泛指非关系型数据库。随着Web2.0和Web3.0技术的兴起，传统关系型数据库无法应对如此巨大的数据存储和处理。所以非关系型(NoSQL)数据库得以发展。
注意：① 关系型数据库有严谨的数据模型和验证机制，不会被NoSQL数据库取代，适合保存高价值的数据。NoSQL数据库适合保存海量低价值的数据。两者之间是互补的关系。② NoSQL数据库无法做表连接。
-
MongoDB数据库简介
MongoDB是一个介于关系型数据库和非关系型数据库之间的产品，是非关系型数据库中功能最丰富，最像关系型数据库的产品。
注意：Redis利用内存来缓存数据，MongoDB利用硬盘来存储数据。Redis可存储数据速度更快，MongoDB可存储数据体积更大。
-
MongoDB用C++编写而成，性能良好，可以安装在多种系统上。
- MongoDB安装、配置以及操作介绍
1.3 总结
- 了解
MongoDB数据库的特点
- 掌握安装
MongoDB的方法
- 掌握
MongoDB的用户管理
2. MongoDB的基本操作
2.1 介绍
- 数据的查询
表达式、条件查询、分页、排序、去除重复
- 数据的写入
添加数据、修改数据、删除数据
- 管理索引
创建索引、查看索引、删除索引
2.2 MongoDB的增删改查
- 掌握数据查询
- 掌握数据的写入
- 掌握索引机制
3. 数据的导入导出
- 掌握
mongoexport导出数据集合
- 掌握
mongoimport导入数据集合
- 掌握
mongodump导出逻辑库数据
- 掌握
mongorestore导入逻辑库数据
4. MongoDB与Python交互
4.1 介绍
- 安装
pymongo模块
pip安装pymongo模块
- 学习
pymongo的CRUD
查询数据、添加数据、修改数据、删除数据
- 学习
GridFS引擎
GridFS存储机制，文件的保存、查询、提取和删除
4.2 MongoDB与Python的交互
-
Python语言有很多操作MongoDB的模块，其中pymongo是特别常用的驱动模块。
文档：https://api.mongodb.com/python/current/tutorial.html
- 安装
pymongo
pip3 install pymongo
如果安装失败可以使用镜像路径-i https://pypi.doubanio.com/simple
- 创建连接
MongoClient是MongoDB的客户端代理对象，可以用来执行增删改查操作，并且内置了连接池。
from pymongo import MongoClient
client = MongoClient(host='localhost', port=27017)
client.school.authenticate('school', 'school')
- 数据写入
insert_one和insert_many两个函数可以向MongoDB写入数据。
from mongodb.mongo_db import client
try:
client.school.teacher.insert_one({'name': '李璐'})
client.school.teacher.insert_many([
{'name': '陈刚'},
{'name': '郭丽丽'}
])
except Exception as e:
print(e)
- 数据查询
find_one和find两个函数可以从MongoDB中查询数据。
from mongodb.mongo_db import client
try:
teachers = client.school.teacher.find({})
for one in teachers:
print(one["_id"], one["name"])
# 5e3e7a4a81ba17404ca286dd 李璐
# 5e3e7a4a81ba17404ca286de 陈刚
# 5e3e7a4a81ba17404ca286df 郭丽丽
teacher = client.school.teacher.find_one({'name': '陈刚'})
print(teacher["_id"], teacher["name"])
# 5e3e7a4a81ba17404ca286de 陈刚
except Exception as e:
print(e)
- 数据修改
update_one和update_many两个函数可以修改MongoDB数据。
from mongodb.mongo_db import client
try:
client.school.teacher.update_many({}, {'$set': {'role': ['班主任']}})
client.school.teacher.update_one({'name': '李璐'}, {'$set': {'sex': '女'}})
client.school.teacher.update_one({'name': '郭丽丽'}, {'$push': {'role': '年级主任'}})
except Exception as e:
print(e)
- 数据删除
delete_one和delete_many两个函数可以删除MongoDB数据。
from mongodb.mongo_db import client
try:
client.school.teacher.delete_one({'name': '李璐'})
client.school.teacher.delete_many({})
except Exception as e:
print(e)
- 其他操作
skip - 跳过指定数量
limit - 限制数量
count - 查询数量
distinct - 查询不重复的字段值
sort - 对记录排序
from mongodb.mongo_db import client
try:
client.school.student.insert_many([
{'name': '陈刚', 'age': 20},
{'name': '郭丽丽', 'age': 22},
{'name': '陈刚', 'age': 10},
])
students = client.school.student.find({}).skip(1).limit(2)
for one in students:
print(one['name']) # 郭丽丽 陈刚
students = client.school.student.distinct('name')
print(students) # ['陈刚', '郭丽丽']
students = client.school.student.find({}).sort([('age', -1)])
for one in students:
print(one['name']) # 郭丽丽 陈刚 陈刚
except Exception as e:
print(e)
- 文件存储
存储在硬盘上：最简单，但不适用于分布式部署环境。
存储在文件服务器上：NAS可以存放大量文件，并能应对分布式环境，但对文件管理不方便。
存储在NoSQL数据库：普通SQL数据库不适合存储文件，但MongoDB提供了文件存储。
-
GridFS存储引擎
GridFS是MongoDB的文件存储方案，主要用于存储超过16M(BSON文件限制)的文件(如：图片、音频等)，对于大文件有着更好的性能。
注释：MongoDB中单个文档(document)存储大小限制为16M。
-
GridFS存储原理
GridFS使用两个集合来存储文件，一个是chunks集合，用来存放文件；另一个集合是file，用于存储文件的元数据。
GridFS会把文件分割成若干chunks(256KB)，然后在files记录他们。
- 使用
GridFS存储文件
from mongodb.mongo_db import client
from gridfs import GridFS
db = client.school
gfs = GridFS(db, collection='book')
file = open('/Users/nimengwei/Downloads/Node.js开发指南.pdf', 'rb')
args = {'type': 'PDF', 'keyword': 'node'}
gfs.put(file, filename='Node.js开发指南', **args)
file.close()
image.png
- 查询
GridFS中存储的文件
find和find_one函数可以查询GridFS中存储的文件。
from mongodb.mongo_db import client
from gridfs import GridFS
import math
import datetime
db = client.school
gfs = GridFS(db, collection='book')
book = gfs.find_one({'filename': 'Node.js开发指南'})
print(book.filename, book.type, book.keyword) # Node.js开发指南 PDF node
print('%dM'%math.ceil(book.length / 1024 / 1024)) # 9M
books = gfs.find({'type': 'PDF'})
for one in books:
# UTC转换成北京时间
uploadDate = one.uploadDate + datetime.timedelta(hours=8)
# 格式化日期
uploadDate = uploadDate.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(one._id, one.filename, uploadDate)
# 5e3ec3177c30f29b4bfe1265 Node.js开发指南 2020-02-08 22:18:00
- 判断是否存储了文件
exists函数可以判断GridFS是否存储某个文件。
from mongodb.mongo_db import client
from gridfs import GridFS
from bson.objectid import ObjectId
db = client.school
gfs = GridFS(db, collection='book')
rs = gfs.exists(ObjectId('5e3ec3177c30f29b4bfe1265'))
print(rs) # True
rs = gfs.exists(**{'filename': '123.html'})
print(rs) # False
rs = gfs.exists(**{'type': 'PDF'})
print(rs) # True
- 读取文件
get函数可以从GridFS中读取文件，并且只能通过主键查找文件。
from mongodb.mongo_db import client
from gridfs import GridFS
from bson.objectid import ObjectId
db = client.school
gfs = GridFS(db, collection='book')
document = gfs.get(ObjectId('5e3ec3177c30f29b4bfe1265'))
file = open('/Users/nimengwei/Downloads/Node.js开发指南copy.pdf', 'wb')
file.write(document.read())
file.close()
- 删除文件
delete函数可以从GridFS中删除文件，并且只能先通过主键查找记录。
from mongodb.mongo_db import client
from gridfs import GridFS
from bson.objectid import ObjectId
db = client.school
gfs = GridFS(db, collection='book')
gfs.delete(ObjectId('5e3ec3177c30f29b4bfe1265'))
4.3 总结
- 技能清单
学习pymongo模块的CRUD函数
掌握了用GridFS引擎存储文件
5. 开发新闻管理系统
- 学习目标
(1) 完成新闻正文的编写
用wangEditor插件编写HTML格式的新闻正文，保存成文件。
(2) 完成新闻正文的存储
添加新闻、修改新闻、删除新闻、审批新闻
- 代码地址
https://github.com/nmwei/database-vega
- 总结
(1) MySQL
关系型：保存关系复杂的高价值数据。
(2) Redis
高速缓存：缓存经常被读取的热数据。
(3) MongoDB
非关系型：保存海量低价值的数据。
(4) 新闻管理系统
实战案例：利用Python结合三种数据库。
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