第3期 MongoDB与SQL存储
一、 前言
MongoDB是一种流行的数据库，可以在不受任何表格Schema模式的约束下工作。数据以类似JSON的格式存储，并且可以包含不同类型的数据结构。但为了能够充分利用MongoDB的优势，您必须了解并遵循一些基本的数据库设计原则。在讲解设计方法之前，我们必须首先了解MongoDB存储数据的结构。
二、SQL概念与MongoDB概念对比
数据结构对于一个软件来说是至关重要的，MongoDB 在概念模型上参考了 SQL数据库，但并非完全相同。
2.1 数据如何存储在MongoDB中
与传统的RDBMS关系型数据库不同，MongoDB并没有表Table，行row和列column的概念。它将数据存储在集合collections，文档documents和字段fields中。下图说明了与RDBMS类比的结构之间的关系：
| SQL概念 | MongoDB概念 | 说明 |
|---|---|---|
| database | database | database 数据库，与SQL的数据库(database)概念相同，一个数据库包含多个集合(表) |
| table | collection | collection 集合，相当于SQL中的表(table)，一个集合可以存放多个文档(行)。不同之处就在于集合的结构- (schema)是动态的，不需要预先声明一个严格的表结构。更重要的是，默认情况下 MongoDB 并不会对写入的数据做任何schema的校验。 |
| row | document | document 文档，相当于SQL中的行(row)，一个文档由多个字段(列)组成，并采用bson(json)格式表示。 |
| column | field | field 字段，相当于SQL中的列(column)，相比普通column的差别在于field的类型可以更加灵活，比如支持嵌套的文档、数组。 |
此外，MongoDB中字段的类型是固定的、区分大小写、并且文档中的字段也是有序的。
2.2 SQL对应关系
| SQL概念 | MongoDB概念 | 说明 |
|---|---|---|
| primary key | _id | _id 主键，MongoDB 默认使用一个_id 字段来保证文档的唯一性。 |
| foreign key | reference | 引用，勉强可以对应于 外键(foreign key) 的概念，之所以是勉强是因为 reference 并没有实现任何外键的约束，而只是由客户端(driver)自动进行关联查询、转换的一个特殊类型。 |
| view | view | view 视图，MongoDB 3.4 开始支持视图，和 SQL 的视图没有什么差异，视图是基于表/集合之上进行动态查询的一层对象，可以是虚拟的，也可以是物理的(物化视图)。 |
| index | index | index 索引，与SQL 的索引相同。 |
| join | $lookup | $lookup，这是一个聚合操作符，可以用于实现类似 SQL-join 连接的功能 |
| transaction | transaction | transaction 事务，从 MongoDB 4.0 版本开始，提供了对于事务的支持 |
| group by | aggregation | aggregation 聚合，MongoDB 提供了强大的聚合计算框架，group by 是其中的一类聚合操作。 |
三、BSON 数据类型
MongoDB 文档可以使用 Javascript 对象表示，从格式上讲，是基于 JSON 的。但是 JSON 也有自己的短板，比如无法支持像日期这样的特定数据类型，因此 MongoDB 实际上使用的是一种扩展式的JSON，叫 BSON(Binary JSON)。
BSON 所支持的数据类型包括：
四、 数据库设计技巧和窍门
4.1 规范化存储与非规范化存储
因为MongoDB使用文档来存储数据，所以理解“规范化存储“”和“非规范化存储”的概念非常重要。
规范化存储：-规范化意味着将数据存储到多个集合collections中，并在它们之间设计关联关系。数据保存之后，更新数据比较容易。但是在读取数据的时候，规范化存储的缺点就显现出来。如果要从多个集合collections查找数据，则必须执行多个查询，从而使读取数据的速度变慢。（比如：将网页标题、作者、内容分别存储到不同的collections中）
非规范化存储：-这种方式将若干对象数据，以嵌套的方式存储到单个文档中。它在读取数据的时候表现更好，但在写入时会变慢。这种存储数据的方式还将占用更多空间。（比如：将网页标题、作者、内容分别存储到同一个collection中）
所以在两种存储数据方式之间进行选择之前，先评估一下你的应用数据库的使用方式。如果您有一个不需要频繁更新的数据，更新的即时一致性不是很重要，但是在读取时需要良好的性能，那么非规范化可能是明智的选择。（比如：我们博客的博文，作者一旦保存之后，几乎就不在进行频繁的修改，但是面临着读者频繁的读取阅读操作）
如果数据库中的文档数据需要不断的更新，并且您希望在写入时具有良好的性能，那么您可能需要考虑规范化存储。（比如：需要频繁修改数据的业务类系统）