MongoDB集合学习笔记

1. 集合 (Collection) - 数据库里的“文件夹”

您可以把 集合 想象成一个专门存放某种类型文档的“文件夹”。

• 与关系型数据库（如MySQL）的对比：

  • 在MySQL里，我们有表 (Table)。
  • 在MongoDB里，我们有集合 (Collection)。

• 核心特点：灵活的结构（无固定结构）
  这是MongoDB最大的特点之一。在一个关系型数据库的“表”里，每一行都必须有完全相同的列。但在MongoDB的“集合”里，每个文档都可以有自己不同的键。

  例子：
  假设我们有一个名为 my_sites 的集合，我们可以往里面放下面这些结构完全不同的文档，而不会报错：

  // 文档1: 只有最基本的信息
  {"site": "www.baidu.com"
  }// 文档2: 多了一个 "name" 键
  {"site": "www.google.com","name": "Google"
  }// 文档3: 不仅多了 "name"，还有一个数字类型的 "num"
  {"site": "www.runoob.com","name": "菜鸟教程","num": 5
  }
  

  尽管它们结构不同，但因为都和“网站”相关，所以放在同一个集合里是合理的。

• 自动创建
  您不需要先创建一个集合再往里面放数据。当您向一个不存在的集合中插入第一个文档时，MongoDB会自动为您创建这个集合。

---

2. 合法的集合名 - 给“文件夹”起名字的规则

给集合起名字就像给电脑上的文件夹命名一样，需要遵守一些规则：

1. 不能为空：集合必须有个名字。
2. 不能包含 \0 (空字符)：这是系统内部用来识别名字结尾的特殊字符，我们不能使用。
3. 不能以 system. 开头：比如 system.users、system.indexes。这是MongoDB内部自己使用的，为了避免冲突，我们不能用这个前缀来命名自己的集合。
4. 名字里最好不要有 $：这个符号在MongoDB的查询语言里有特殊含义（比如 $set, $gt 等操作符）。为了避免混淆和潜在的错误，不要在集合名中使用它。

例子：

• 合法的名字 ✅： users, products, user_orders
• 非法的名字 ❌： system.data (以system.开头), my$collection (含有$)

---

3. Capped Collections (固定大小集合) - 一个“循环写入的日志本”

这是一个非常特殊的集合类型。您可以把它想象成一个大小固定的、写满了就会自动覆盖掉最旧内容的“日志本”。

核心特性：

• 固定大小 (Fixed Size)：在创建时，您必须指定这个集合在硬盘上占多大空间。空间一旦分配，就不会再增长。
• 高性能写入：因为新数据总是被添加到末尾，不需要复杂的索引计算，所以写入速度非常快。
• 保留插入顺序：文档会严格按照它们被插入的顺序存储。
• 先进先出 (FIFO)：当集合空间被写满后，如果再有新文档插入，最老的一个文档就会被自动删除，为新文档腾出空间。

最经典的应用场景：日志记录。 比如，系统只需要保存最近24小时的日志。使用固定大小集合，就无需手动去删除旧日志，它会自动覆盖。MongoDB自身的复制操作日志（oplog.rs）就是用的这种集合。

创建和使用限制：

• 必须显式创建：不能像普通集合那样自动创建。必须使用命令：

  // 创建一个名为 mycoll 的固定大小集合，大小上限为 100000 字节
  db.createCollection("mycoll", {capped: true, size: 100000})
  

• 更新限制：可以更新文档，但更新后的文档大小不能超过它原始的大小。因为如果变大了，就会挤占后面文档在硬盘上的位置，破坏了其结构。

• 不能删除单个文档：您不能从一个固定大小集合中删除某一个文档。

• 只能清空整个集合：要删除数据，只能用 drop() 方法把整个集合连同里面的所有数据一起删除。之后如果还想用，就需要重新创建。

---

4. 元数据与系统集合 - MongoDB的“内部档案室”

每个数据库都有一些特殊的、以 system. 开头的集合，它们就像是数据库的“内部档案室”，用来存储自身的管理信息，也就是元数据。我们通常只查询它们，而很少去修改。

• dbname.system.namespaces: 记录了数据库里所有集合和索引的“花名册”。
• dbname.system.indexes: 存放了所有索引的详细信息。
• dbname.system.profile: 如果您开启了数据库性能分析（profiling），查询的性能数据就会记录在这里。
• dbname.system.users: 存储数据库的用户和权限信息。

操作限制总结：

• 您可以通过在 system.indexes 中插入数据来创建索引。
• 您可以修改 system.users 来管理用户。
• 您可以删除 system.profile 来清空性能分析数据。
• 除此之外，应避免直接修改这些系统集合，以免破坏数据库的正常运行。