聚合

聚合操作能够处理数据记录并返回计算结果。聚合操作能将多个文档中的值组合起来，对成组数据执行各种操作，返回单一的结果。它相当于 SQL 中的 count(*) 组合 group by。

aggregate() 方法

对于 MongoDB 中的聚合操作，应该使用 aggregate() 方法。

语法格式

aggregate() 方法中的基本格式如下所示：

>db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)

范例

假如某个集合包含下列数据：

{

   _id: ObjectId(7df78ad8902c)

   title: 'MongoDB Overview',

   description: 'MongoDB is no sql database',

   by_user: 'tutorials point',

   url: 'http://www.tutorialspoint.com',

   tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],

   likes: 100

},

{

   _id: ObjectId(7df78ad8902d)

   title: 'NoSQL Overview',

   description: 'No sql database is very fast',

   by_user: 'tutorials point',

   url: 'http://www.tutorialspoint.com',

   tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],

   likes: 10

},

{

   _id: ObjectId(7df78ad8902e)

   title: 'Neo4j Overview',

   description: 'Neo4j is no sql database',

   by_user: 'Neo4j',

   url: 'http://www.neo4j.com',

   tags: ['neo4j', 'database', 'NoSQL'],

   likes: 750

},

假如想从上述集合中，归纳出一个列表，以显示每个用户写的教程数量，需要像下面这样使用 aggregate() 方法：

> db.mycol.aggregate([{$group : {_id : "$by_user", num_tutorial : {$sum : 1}}}])

{

   "result" : [

      {

         "_id" : "tutorials point",

         "num_tutorial" : 2

      },

      {

         "_id" : "Neo4j",

         "num_tutorial" : 1

      }

   ],

   "ok" : 1

}

>

假如用 SQL 来处理上述查询，则需要使用这样的命令：select by_user, count(*) from mycol group by by_user。

上例使用 by_user 字段来组合文档，每遇到一次 by_user，就递增之前的合计值。下面是聚合表达式列表。

管道的概念

在 UNIX 命令 Shell 中，管道（pipeline）概念指的是能够在一些输入上执行一个操作，然后将输出结果用作下一个命令的输入。MongoDB 的聚合架构也支持这种概念。管道中有很多阶段（stage），在每一阶段中，管道操作符都会将一组文档作为输入，产生一个结果文档（或者管道终点所得到的最终 JSON 格式的文档），然后再将其用在下一阶段。

聚合架构中可能采取的管道操作符有：

• $project 用来选取集合中一些特定字段。
• $match 过滤操作。减少用作下一阶段输入的文档的数量。
• $group 如上所述，执行真正的聚合操作。
• $sort 对文档进行排序。
• $skip 在一组文档中，跳过指定数量的文档。
• $limit 将查看文档的数目限制为从当前位置处开始的指定数目。
• $unwind 解开使用数组的文档。当使用数组时，数据处于预连接状态，通过该操作，数据重新回归为各个单独的文档的状态。利用该阶段性操作可增加下一阶段性操作的文档数量。

复制

复制是一种在多个服务器上同步数据的过程。通过在不同的数据库服务器上实现多个数据副本，复制能够实现数据冗余，提高数据的可用性，从而避免了仅仅因为一台服务器故障后就会产生的数据库灾难。总之，复制可以使你免受硬件故障与服务中断的影响，及时恢复数据。由于数据有多个副本，所以可以将其中一个副本用于灾难恢复、报告或备份。

为什么需要复制

• 保持数据安全
• 保证数据的高可用性（24 小时 × 7 天，全年无休）
• 灾难恢复
• 无需停机维护（比如进行备份、索引重建，压缩等任务）
• 读取的可扩展性（可读取其他副本）
• 副本集对应用的公开性

复制在 MongoDB 中的运作方式

MongoDB 使用副本集（replica set）来实现复制操作。副本集是一组托管同一数据集的 mongod 对象。在副本集中，主节点负责接收写入操作。所有其他的实例（从节点）则通过执行主节点的操作来拥有同样的数据集。副本集中只有一个主节点。

1. 副本集具有 2 个或多个节点（但一般最少需要 3 个节点）。
2. 副本集只有一个主节点，其他全是从节点。
3. 所有数据都是从主节点复制到从节点上的。
4. 当发生自动故障转移或维护时，会重新推举一个新的主节点。
5. 当失败节点恢复后，该节点重新又连接到副本集中，重新作为从节点。

下图展示了一个典型的 MongoDB 复制图。客户端应用总是跟主节点交互，主节点将数据复制到从节点上。

副本集特点

• 具有 N 个节点的集群
• 任何节点都可能成为主节点
• 所有写入操作必须由主节点来完成
• 自动故障转移
• 自动故障恢复
• 重新推举主节点

建立副本集

在本教程中，我们将把单独的一个 mongod 实例转变为副本集，步骤如下：

1. 关闭正在运行的 MongoDB 服务器。

2. 指定 --replSet 选项来开启 MongoDB 服务器。--replSet 的基本格式如下：

   mongod --port "PORT" --dbpath "YOUR_DB_DATA_PATH" --replSet "REPLICA_SET_INSTANCE_NAME"

范例

mongod --port 27017 --dbpath "D:\set up\mongodb\data" --replSet rs0

该命令会在端口 27017 处启动一个名为 rs0 的 MongoDB 实例。在命令行提示符上输入命令连接到该 MongoDB 对象上。在 MongoDB 客户端使用 rs.initiate() 命令来初始化一个新的副本集。检查该副本集设置，则需使用rs.conf()。检查副本集状态使用 rs.status()。

为副本集添加成员

为了向副本集添加成员，在多台机器上开启多个 MongoDB 实例。开启一个 MongoDB 客户端，然后使用 rs.add() 命令。

语法格式

基本的 rs.add() 命令语法格式如下所示：

>rs.add(HOST_NAME:PORT)

范例

假设 MongoDB 实例名称为 mongodb1.net，且运行在 27017 端口处。为了将该实例添加到副本集中，请在 MongoDB 客户端中使用 rs.add()。

>rs.add("mongod1.net:27017")

>  

只有当连接到主节点上时，才能向副本集中添加 MongoDB 实例。要想查看是否连接的是主节点，请在 MongoDB 客户端上使用 db.isMaster() 命令。