MongoDB

產品說明

MongoDB 是全球市佔率最高的 NoSQL（Not Only SQL）資料庫，它打破了傳統關聯式資料庫（如 MySQL, PostgreSQL）必須定義固定表格（Table）與關聯（Relation）的限制。

MongoDB 採用 文件導向（Document-Oriented） 的資料模型，資料以 BSON（Binary JSON）格式儲存。這意味著你可以將複雜的巢狀資料結構（如陣列、子物件）直接存入資料庫，無需拆解成多個表格。這種「Schema-less（無固定結構）」的特性，讓它極度適合快速迭代的敏捷開發、內容管理系統（CMS）、行動應用後端以及大數據分析場景。

核心特色：

• 靈活的文件模型：資料以類 JSON 格式儲存，欄位可以隨時新增或修改，無需執行耗時的 ALTER TABLE 操作。
• 水平擴展 (Sharding)：原生支援分片技術，將巨量資料自動分散到多台伺服器上，輕鬆應對 PB 級別的資料量。
• 高可用性 (Replica Sets)：透過副本集機制，自動將資料複製到多個節點；當主節點故障時，系統會自動選舉新主節點，實現自動故障轉移。
• 強大的查詢語言 (MQL)：提供豐富的查詢語法，支援地理空間搜尋（Geospatial）、全文檢索以及強大的聚合框架（Aggregation Framework）。
• 高效能：預設使用 WiredTiger 儲存引擎，提供優秀的壓縮率與併發處理能力。

常用指令

雖然 MongoDB 官方提供了強大的圖形介面 MongoDB Compass，但對於開發者而言，掌握 MongoDB Shell (mongosh) 的指令操作是必備技能。

連線與基礎操作

// 啟動 MongoDB Shell 並連線到本機
mongosh

// 連線到遠端資料庫 (支援連線字串)
mongosh "mongodb+srv://user:password@cluster0.example.net/mydb"

// 切換資料庫 (若不存在則會在寫入資料時自動建立)
use my_database

CRUD 資料操作

MongoDB 的操作是針對 Collection（類似 SQL 的 Table）進行的：

// 插入一筆文件 (Create)
db.users.insertOne({
  name: "Gemini",
  role: "AI",
  tags: ["smart", "helpful"],
  specs: { ram: "128GB", cpu: "TPU" }
})

// 查詢資料 (Read)
// 尋找 role 為 "AI" 的使用者，並隱藏 _id 欄位
db.users.find({ role: "AI" }, { _id: 0, name: 1 })

// 更新資料 (Update)
// 將 name 為 "Gemini" 的使用者，增加一個 new_tag
db.users.updateOne(
  { name: "Gemini" },
  { $push: { tags: "new_tag" } }
)

// 刪除資料 (Delete)
db.users.deleteOne({ name: "Gemini" })

進階技巧

• 聚合管線 (Aggregation Pipeline)：這是 MongoDB 處理複雜資料分析的核心。

  // 範例：計算每個 role 的使用者數量
  db.users.aggregate([
    { $match: { active: true } },   // 第一步：只篩選活躍用戶
    { $group: { _id: "$role", count: { $sum: 1 } } } // 第二步：分組計數
  ])
  

• 交易 (Transactions)：自 4.0 版本起，MongoDB 支援跨文件的 ACID 交易，這使得它在需要高資料一致性的場景（如金融轉帳）中也能勝任。
• Time Series Collections：MongoDB 5.0 引入了原生的時間序列集合，專門優化 IoT 傳感器數據或金融報價的儲存與查詢效率。

操作介面