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在 MongoDB 中,文档(Document)是数据存储的基本单位。它是一个由键值对组成的数据结构,类似于 JSON 对象。文档可以包含多种数据类型,如字符串、数字、数组、嵌套文档等。每个文档都有一个唯一的 _id
字段,用于标识该文档。
本题详细解读
1. 文档的结构
MongoDB 的文档是一个 BSON(Binary JSON)格式的数据结构。BSON 是 JSON 的二进制表示形式,支持更多的数据类型和更高效的存储与查询。文档的结构如下:
-- -------------------- ---- ------- - ------ ------------------------------------- ------- ----- ----- ------ --- ---------- - --------- ---- ---- ---- ------- ---- ------ -------- ---- -- ---------- ----------- ------------ --------- -
_id
: 每个文档都必须有一个唯一的_id
字段,通常是一个ObjectId
类型的值。如果未指定,MongoDB 会自动生成一个。- 键值对: 文档由键值对组成,键是字符串,值可以是各种数据类型,如字符串、数字、数组、嵌套文档等。
- 嵌套文档: 文档可以包含其他文档作为值,形成嵌套结构。
- 数组: 文档中的值可以是数组,数组中的元素可以是任意类型,包括嵌套文档。
2. 文档的特点
- 灵活性: 文档的结构非常灵活,同一个集合中的文档可以有不同的结构。例如,一个文档可以有
name
和age
字段,而另一个文档可以有name
和address
字段。 - 高效查询: 由于文档是自包含的,查询时可以只检索需要的字段,而不必像关系型数据库那样进行复杂的 JOIN 操作。
- 扩展性: 文档可以轻松扩展,添加新的字段或嵌套文档不会影响已有的数据。
3. 文档与关系型数据库的对比
- 表 vs 集合: 在关系型数据库中,数据存储在表中,表有固定的结构(行和列)。而在 MongoDB 中,数据存储在集合中,集合中的文档可以有不同的结构。
- 行 vs 文档: 关系型数据库中的一行数据对应于 MongoDB 中的一个文档。
- 列 vs 字段: 关系型数据库中的列对应于 MongoDB 文档中的字段。
4. 文档的存储与查询
- 存储: 文档以 BSON 格式存储在 MongoDB 的集合中。BSON 是 JSON 的二进制表示形式,支持更多的数据类型和更高效的存储。
- 查询: MongoDB 提供了丰富的查询操作符,可以轻松查询文档中的字段、嵌套文档和数组。例如,可以使用
db.collection.find()
方法来查询集合中的文档。
db.users.find({ "age": { $gt: 25 } })
这个查询会返回所有 age
字段大于 25 的文档。
5. 文档的唯一性
每个文档都有一个唯一的 _id
字段,用于标识该文档。_id
字段的值可以是任何类型,但通常是一个 ObjectId
。ObjectId
是一个 12 字节的 BSON 类型,由以下部分组成:
- 4 字节的时间戳(秒级)
- 3 字节的机器标识符
- 2 字节的进程 ID
- 3 字节的随机数
这种结构确保了 ObjectId
的唯一性和可排序性。