Python 操作MongoDB数据库

一、 MongoDB简单介绍

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。他支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是他支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

主要特点：

1. MongoDB的提供了一个面向文档存储，操作起来比较简单和容易。
2. 你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如：FirstName=”Sameer”,Address=”8 Gandhi Road”)来实现更快的排序。
3. 你可以通过本地或者网络创建数据镜像，这使得MongoDB有更强的扩展性。
4. 如果负载的增加（需要更多的存储空间和更强的处理能力） ，它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。
5. Mongo支持丰富的查询表达式。查询指令使用JSON形式的标记，可轻易查询文档中内嵌的对象及数组。
6. MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档（数据）或者一些指定的数据字段 。
7. Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。
8. Map和Reduce。Map函数调用emit(key,value)遍历集合中所有的记录，将key与value传给Reduce函数进行处理。
9. Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的，并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。
10. GridFS是MongoDB中的一个内置功能，可以用于存放大量小文件。
11. MongoDB允许在服务端执行脚本，可以用Javascript编写某个函数，直接在服务端执行，也可以把函数的定义存储在服务端，下次直接调用即可。
12. MongoDB支持各种编程语言:RUBY，PYTHON，JAVA，C++，PHP，C#等多种语言。
    PS：自己对MongoDB集合的理解是：集合就是一组文档；文档类似于关系库里的行，集合类似于关系库里的表；集合中的文档无需固定结构（与关系型数据库的区别）

集合的命名规则：

1. 不能是空字符串（“”）
2. 不能包含\0字符（空字符）
3. 不能使用system. 的前缀（系统保留）
4. 建议不包含保留字 “$”
5. 用. 分割不同命名空间的子集合（如：blogs.users， blog.posts）

其实，多个文档组合集合，多个集合组成数据库；一个实例可以承载多个数据库；每个数据库都有独立的权限；保留的数据库名称（admin，local，config）。

二、安装配置和基本数据结构的使用展示

安装：https://www.mongodb.com/download-center
启动：
Windows：mongod --dbpath E:\ProgramingSoftware\MongoDB\data
Mac: mongod —config /usr/local/etc/mongod.conf
Linux: sudo service mongod start

简单通过命令行操作数据库

三、图形化管理工具

Robomongo是基于Shell的跨平台MongoDB管理工具。

下载地址：https://robomongo.org/download

四、pymongo安装

安装：pip install pymongo

文档及参考
文档：http://api.mongodb.com/python/current/
Pypi: https://pypi.python.org/pypi/pymongo
Github: https://github.com/mongodb/mongo-python-driver/

连接数据库方式有三种：

1. 简写： client = MongoClient()
2. 指定端口和地址：client = MongoClient(‘localhost’, 27017)
3. 使用URI：client = MongoClient(‘mongodb://localhost:27017/’)

PS: 在电脑术语中，统一资源标识符（Uniform Resource Identifier，或URI)是一个用于标识某一互联网资源名称的字符串。 该种标识允许用户对任何（包括本地和互联网）的资源通过特定的协议进行交互操作。URI由包括确定语法和相关协议的方案所定义。

Web上可用的每种资源 -HTML文档、图像、视频片段、程序等 - 由一个通用资源标识符（Uniform Resource Identifier, 简称”URI”）进行定位。

大多数人可能熟悉”URL”，而不是URI。URL是URI命名机制的一个子集。

五、用pymongo库操作数据库代码实例：

 # -*- coding:utf-8 -*-
from pymongo import MongoClient
from datetime import datetime
from bson.objectid import ObjectId


class TestMongo(object):
    def __init__(self):
        self.client = MongoClient()
        self.db = self.client['blog']

    def add_one(self):
        """新增数据"""
        post = {
            'title': '新的标题',
            'content': '博客内容，。。。。',
            'created_at': datetime.now()
        }
        return self.db.blog.posts.insert_one(post)

    def get_one(self):
        """查询一条数据"""
        return self.db.blog.posts.find_one()

    def get_more(self):
        """查询多条数据"""
        return self.db.blog.posts.find({'age': 24})

    def get_one_from_oid(self, oid):
        """查询指定id的数据"""
        obj = ObjectId(oid)
        return self.db.blog.posts.find_one({'_id': obj})

    def update(self):
        """修改数据"""
        # 修改一条数据
        # rest = self.db.blog.posts.update_one({'age':      34}, {'$inc': {'age': 10}})
        # return rest

        # 修改多条数据
        return self.db.blog.posts.update_many({}, {'$inc': {'age': 10}})

    def delete(self):
        """删除数据"""
        # 删除一条数据
        # rest = self.db.blog.posts.delete_one({'age': 10})
        # return rest

        # 删除多条数据
        return self.db.blog.posts.delete_many({})


def main():
    obj = TestMongo()
    # rest = obj.add_one()
    # print rest.inserted_id

    # rest = obj.get_one()
    # print rest

    # rest = obj.get_more()
    # for item in rest:
    #     print item["name"]

    # rest = obj.get_one_from_oid('59f5dbc04248ce23a8ace9a3')
    # print rest

    # rest = obj.update()
    # print rest.matched_count, rest.modified_count

    rest = obj.delete()
    print rest.deleted_count


if __name__ == '__main__':
   main()

六、MongoEngine

1. ODM模型简介
   ODM (Object-Document Mapper)是对象文件映射。其实就是对SQL还有创建对象的一个封装框架。其相当于ORM的功能一样。很优秀的一个在python上封装的ORM库：MongoEngine。
   ODM模型常见类型：EmbeddedDocument, EmbeddedDocumentField, Document, IntField, ListField, FloatField, StringField, BooleanField, DecimalField, DateTimeField, ObjectldField等等
2. 安装：pip install mongoengine
3. 文档及参考
   Pypi： https://pypi.python.org/pypi/mongoengine
   Github: https://github.com/MongoEngine/mongoengine
   文档： https://mongoengine-odm.readthedocs.io/index.html
4. 连接数据库方式有三种：
   (1) 简写：connect(‘students’)
   (2) 指定端口和地址 connect(‘students’, host=’192.168.1.35’, port=27017)
   (3) 使用URI：connect(‘students’, host=’mongodb://localhost/students’)

七、使用ODM模型操作数据库实例

# -*- coding:UTF-8 -*-
from mongoengine import connect,
    EmbeddedDocument, EmbeddedDocumentField,
    Document, IntField, ListField, FloatField, StringField

SEX_CHOICES = (
    ('male', '男'),
    ('female', '女')
)


class Grade(EmbeddedDocument):
    """成绩"""
    name = StringField(required=True)
    score = FloatField(required=True)


class Student(Document):
    """学生"""
    name = StringField(max_length=32, required=True)
    age = IntField(required=True)
    sex = StringField(choices=SEX_CHOICES, required=True)
    grade = FloatField()
    address = StringField()
    grades = ListField(EmbeddedDocumentField(Grade))
    remark = StringField

    meta = {
        'collection': 'student',
        'ordering': ['-age']
    }


class TestMongoEngine(object):
    def __init__(self):
        connect('students')

    def add_one(self):
        """添加一条数据到数据库"""
        yuwen = Grade(
            name='语文',
            score=50
        )
        shuxue = Grade(
            name='数学',
            score=20
        )
        stu_obj = Student(
            name='拉拉',
            age=6,
            sex='female',
            grades=[yuwen, shuxue]
        )
        stu_obj.remark = 'remark'
        stu_obj.save()
        return stu_obj

    def get_one(self):
        """查询一条数据"""
        return Student.objects.first()

    def get_more(self):
        """查询多条数据"""
        return Student.objects.all()

    def get_from_oid(self, oid):
        """根据ID来获取数据"""
        return Student.objects.filter(pk=oid).first()

    def update(self):
        """修改数据"""
        # 修改一条数据
        # rest = Student.objects.filter(sex='male').update_one(
        #     inc__age=1
        # )
        # return rest
        # 修改多条数据
        rest = Student.objects.filter(sex='male').update(
            inc__age=10
        )
        return rest

    def delete(self):
        """删除数据"""
        # 删除一条数据
        # rest = Student.objects.filter(sex='male').first().delete()
        # return rest
        # 删除多条数据
        rest = Student.objects.filter().delete()
        return rest


def main():
    obj = TestMongoEngine()
    # rest = obj.add_one()
    # print rest.id

    # rest = obj.get_one()
    # print rest.id
    # print rest.name

    # rows = obj.get_more()
    # for row in rows:
    #     print row.name

    # rest = obj.get_from_oid('59f6d7184248ce22ecf5ebc3')
    # if rest:
    #     print rest.name

    # rest = obj.update()
    # print rest

    rest = obj.delete()
    print rest


if __name__ == '__main__':
    main()