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 MongoDB 其實(shí)就是一個(gè)大大的 JSON，在 Python 的世界里 dict 也是最吃香的類型，所以，他們天生就是一對。

MongoDB 的安裝

推薦使用 Docker 來部署管理，一行命令就可以搞定，官方版本：

docker run -d --name mongodb \ 
    -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \ 
    -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=admin \ 
    -v ~/data/mongo_dir:/data/db \ 
    -p 27017:27017 \ 
    mongo 

官方版本的 Docker 啥都好，就是體積有點(diǎn)大。還有一個(gè)小體積的 alpine 版本，開發(fā)時(shí)使用很方便，不過不能配置賬戶和密碼。

docker run -d --name mongo-lite \ 
  -p 27018:27017 \ 
  -v ~/data/mongo_lite:/data/db \ 
  mvertes/alpine-mongo 

如果想嘗試 Mongo 的命令行 (Mongo Shell)，直接進(jìn)到 Docker 里：

$ docker exec -it mongo-lite mongo 
MongoDB shell version v4.0.6 
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017/?gssapiServiceName=mongodb 
... 
 
> use mydb 
switched to db mydb 
 
> db.User.insertOne({"name":"Toby",age:18}) 
{ 
 "acknowledged" : true, 
 "insertedId" : ObjectId("612c84c5d93795436ad27ebc") 
} 
 
> db.User.find() 
{ "_id" : ObjectId("612c84c5d93795436ad27ebc"), "name" : "Toby", "age" : 18 } 

Mongo Shell 官方文檔：https://docs.mongodb.com/manual/reference/mongo-shell/

PyMongo 五分鐘上手

安裝 PyMongo 可以通過 pip 搞定。

pip install pymongo 

以下內(nèi)容也可以參考官方文檔：https://pymongo.readthedocs.io/en/stable/

連接數(shù)據(jù)庫

常見方式如下：

from pymongo import MongoClient 
 
# 連接有密碼的Mongo 
client = MongoClient('mongodb://admin:admin@localhost:27017/') 
 
# 連接沒密碼的Mongo 
client = MongoClient('mongodb://localhost:27018/') 
 
# 列出所有已經(jīng)存在的DB 
for db in client.list_databases(): 
    print(db) 
 
# 使用Mongo里的某個(gè)DB，這個(gè)DB可以不存在，后面寫數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)被創(chuàng)建出來 
db = client.mydb 

插入數(shù)據(jù)

插入的每條數(shù)據(jù)都是一個(gè) dict，一樣的字段允許類型不一樣，也允許每次插入的數(shù)據(jù)字段不一樣，可以理解成動(dòng)態(tài)類型數(shù)據(jù)，你想放什么都行，唯一的約束就是他們會(huì)被放在同一個(gè) Document 里。

# 插入一條數(shù)據(jù) 
def add_one_user(): 
    db.User.insert_one({ 
        'name': 'Toby', 
        'age': 18 
    }) 
 
# 插入多條數(shù)據(jù) 
def add_many_users(): 
    db.User.insert_many([{ 
        'name': 'Tom', 
        'age': 10 
    }, { 
        'name': 'Toby', 
        'age': 'unknown', 
        'hobbies': ['write bugs', 'raise dogs'] 
    }]) 

這里的 User 約等于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的表，但它的名字叫 Document，每次數(shù)據(jù)插入完成后會(huì)返回一個(gè)_id，這是 Mongo 里最重要的東西了，它就是靠這個(gè)_id 來保證數(shù)據(jù)的一致性，后續(xù)的數(shù)據(jù)修改和刪除主要就是靠這個(gè)_id 來完成，所以一般針對某條特定的數(shù)據(jù)的處理，都是需要先查詢它的_id，然后再進(jìn)行后面的操作。

查詢數(shù)據(jù)

# 查詢多個(gè)數(shù)據(jù) 
def show_users(): 
    # 一個(gè)表里所有數(shù)據(jù) 
    for e in db.User.find(): 
        print(e) 
 
    # 匹配條件的多條數(shù)據(jù) 
    for e in db.User.find({'name': 'Toby'}): 
        print(e) 
 
 
# 查詢單個(gè)數(shù)據(jù) 
def query_user(name): 
    return db.User.find_one({'name': name}) 
 
 
# 忽略大小寫 
def query_user_ignore_case(name): 
    return db.User.find_one({'name': re.compile(name, re.IGNORECASE)}) 
 
 
# 使用運(yùn)算符 https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/query/ 
def query_teenager(): 
    return db.User.find_one({'age': {'$lt': 18}}) 

Mongo 的查詢主要還是依賴 DB 自己提供的運(yùn)算符，在 PyMongo 里要注意，這里不會(huì)拋出異常，如果找不到數(shù)據(jù)，默認(rèn)返回 None。

通過運(yùn)算符查詢數(shù)據(jù)：https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/query/

通過聚合查詢數(shù)據(jù)：https://docs.mongodb.com/manual/aggregation/

修改數(shù)據(jù)

# 修改一個(gè)數(shù)據(jù) 
def update_user(user, attributes: dict): 
    user.update(attributes) 
    result = db.User.replace_one({'_id': user['_id']}, user, upsert=True) 
    return {'affected_count': result.modified_count} 
 
u = query_user_ignore_case('toby') 
result = update_user(u, {'code': 'python'}) 
 
# 修改多個(gè)數(shù)據(jù)，注意有坑，Replace 和 Update是不一樣的 
def update_many(): 
    todo = [ 
        UpdateOne({'age': 19}, {'$set': {'name': 'Toby'}}), 
        ReplaceOne({'name': 'Tom'}, {'age': 19}),  # name 會(huì)被吃掉 
    ] 
    result = db.User.bulk_write(todo) 
def delete_user(name): 
    result = db.User.delete_one({'name': name}) 
    return {'affected_count': result.deleted_count} 
    print(result.matched_count) 

Replace 是替換，所以要帶上原有字段，這里有點(diǎn)坑。Update 不接受單獨(dú)的 dict，需要用 $set / $unset 來標(biāo)識(shí)修改的字段的方式。

[ 
   { $set: { status: "Modified", comments: [ "$misc1", "$misc2" ] } }, 
   { $unset: [ "misc1", "misc2" ] } 
] 

刪除數(shù)據(jù)

def delete_user(name): 
    result = db.User.delete_one({'name': name}) 
    return {'affected_count': result.deleted_count} 

刪除多個(gè)數(shù)據(jù)：

>>> db.test.count_documents({'x': 1}) 
3 
>>> result = db.test.delete_many({'x': 1}) 
>>> result.deleted_count 
3 
>>> db.test.count_documents({'x': 1}) 
0 

常見問題

有什么辦法可以讓 Mongo 不自動(dòng)添加 _id 到我的數(shù)據(jù)里?

幾乎沒有，這是 MongoDB 的特性決定的，如果你的數(shù)據(jù)沒有 ID 的話，并且進(jìn)行高并發(fā)插入時(shí)，大概率會(huì)遇到 BulkWriteError 這個(gè)錯(cuò)誤。

>>> doc = {} 
>>> collection.insert_many(doc for _ in range(10)) 
Traceback (most recent call last): 
... 
pymongo.errors.BulkWriteError: batch op errors occurred 
>>> doc 
{'_id': ObjectId('560f171cfba52279f0b0da0c')} 
 
>>> docs = [{}] 
>>> collection.insert_many(docs * 10) 
Traceback (most recent call last): 
... 
pymongo.errors.BulkWriteError: batch op errors occurred 
>>> docs 
[{'_id': ObjectId('560f1933fba52279f0b0da0e')}] 

如果你不想要自動(dòng)生成的 ID，可以自己在插入數(shù)據(jù)前指定這個(gè)字段。

為啥我指定了_id 還是查詢不到我的數(shù)據(jù)?

比如我要查詢數(shù)據(jù)庫里的某個(gè) post:

>>> post_id_as_str = str(post_id) 
>>> posts.find_one({"_id": post_id_as_str}) # No result 

因?yàn)?pyMongo 里的這個(gè) ID 不是字符串類型，你需要做一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

from bson.objectid import ObjectId 
 
# The web framework gets post_id from the URL and passes it as a string 
def get(post_id): 
    # Convert from string to ObjectId: 
    document = client.db.collection.find_one({'_id': ObjectId(post_id)}) 

用標(biāo)準(zhǔn)庫里的 json 模塊來序列化和反序列化 Mongo 的數(shù)據(jù)會(huì)有什么問題?

有一些數(shù)據(jù)類型在反序列后會(huì)得不到預(yù)期的結(jié)果，比如 ObjectId 和 DBRef，PyMongo 為了解決這個(gè)問題自己封裝了一個(gè)輔助類 json_util，可以很好的解決這些問題。

from bson.json_util import loads 
from bson.json_util import dumps 

總結(jié)

Mongo 屬于非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，使用 Mongo 作為 DB 的思維需要做比較大的轉(zhuǎn)變：

1. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一般讀寫容易，修改難，容易理解
2. 非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一般是讀寫改容易，設(shè)計(jì)難(相對而言)

“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫支持 ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Duration) 即原子性，一致性，隔離性和持續(xù)性。相對而言，NoSQL 采用更寬松的模型 BASE (Basically Available, Soft state, Eventual Consistency) 即基本可用，軟狀態(tài)和最終一致性。

NoSQL 在精心的設(shè)計(jì)下查詢性能會(huì)更高，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也十分有彈性，特別適合快速發(fā)展和屬性不確定的產(chǎn)品功能，但 Mongo 不支持事務(wù)，如何確保數(shù)據(jù)一致性是個(gè)挺大的挑戰(zhàn)。

在選擇上可以考慮從以下角度去思考：

1. 需要 ACID 還是 BASE
2. 需要結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)還是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)
3. 需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活擴(kuò)展
4. 開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)

很多情況只考慮最后一點(diǎn)就可以了。