MongoDB CRUD 操作详解

以下是对 MongoDB CRUD 操作的详细讲解：

### **插入文档**
1. **`insert()` 方法**：
   - 用于向集合中插入一条或多条文档。
   - 示例：插入一条文档
     ```javascript
     db.mycollection.insert({ name: "Alice", age: 25 })
     ```
   - 插入多条文档
     ```javascript
     db.mycollection.insert([
       { name: "Bob", age: 30 },
       { name: "Charlie", age: 35 }
     ])
     ```
   - **注意**：如果集合不存在，MongoDB 会自动创建集合。

2. **`save()` 方法**：
   - 用于插入或更新文档。
   - 示例：
     ```javascript
     db.mycollection.save({ _id: 1, name: "David", age: 40 })
     ```
   - 如果指定的 `_id` 已存在，则更新文档；否则插入新文档。
   - 不推荐使用，已废弃。

### **查询文档**
1. **`find()` 方法**：
   - 用于查询集合中的文档。
   - 示例：查询所有文档
     ```javascript
     db.mycollection.find()
     ```
   - 查询特定条件的文档
     ```javascript
     db.mycollection.find({ age: 25 })
     ```
   - 使用 `_id` 查询
     ```javascript
     db.mycollection.find({ _id: ObjectId("507c7f7e310c9850108b42f5") })
     ```

2. **投影（Projection）**：
   - 控制返回结果的字段。
   - 示例：只返回 `name` 和 `age` 字段
     ```javascript
     db.mycollection.find({}, { name: 1, age: 1, _id: 0 })
     ```

3. **查询条件**
   - MongoDB 提供多种查询条件运算符，如 `$eq`、`$ne`、`$gt`、`$lt`、`$in`、`$nin`、`$and`、`$or` 等。
   - 示例：年龄大于 30 的文档
     ```javascript
     db.mycollection.find({ age: { $gt: 30 } })
     ```

4. **排序**
   - 使用 `sort()` 方法对查询结果进行排序。
   - 示例：按年龄升序排序
     ```javascript
     db.mycollection.find().sort({ age: 1 })
     ```
   - 参数 `1` 表示升序，`-1` 表示降序。

5. **限制返回结果数量**
   - 使用 `limit()` 方法限制返回的文档数量。
   - 示例：返回前 2 条文档
     ```javascript
     db.mycollection.find().limit(2)
     ```

6. **跳过文档**
   - 使用 `skip()` 方法跳过指定数量的文档。
   - 示例：跳过前 2 条文档，返回之后的 3 条
     ```javascript
     db.mycollection.find().skip(2).limit(3)
     ```

7. **`findOne()` 方法**：
   - 返回查询结果中的第一条文档。
   - 示例：
     ```javascript
     db.mycollection.findOne({ name: "Alice" })
     ```

### **更新文档**
1. **`update()` 方法**：
   - 用于更新文档。
   - 示例：更新单个文档
     ```javascript
     db.mycollection.update(
       { name: "Alice" },
       { $set: { age: 30 } }
     )
     ```
   - 参数：第一个参数是查询条件，第二个参数是更新操作。
   - 常用的更新操作符有 `$set`、`$inc`、`$push` 等。
   - 示例：增加年龄
     ```javascript
     db.mycollection.update(
       { name: "Bob" },
       { $inc: { age: 1 } }
     )
     ```
   - 如果需要更新多个文档，可以使用 `multi: true` 参数：
     ```javascript
     db.mycollection.update(
       { age: { $lt: 30 } },
       { $set: { isAdult: true } },
       { multi: true }
     )
     ```

2. **`replaceOne()` 和 `updateOne()`**：
   - **`replaceOne()`**：替换整个文档。
   - **`updateOne()`**：更新文档的部分内容。
   - 示例（`replaceOne()`）：
     ```javascript
     db.mycollection.replaceOne(
       { name: "Charlie" },
       { name: "Charlotte", age: 40 }
     )
     ```

3. **使用 `findOneAndUpdate()` 方法**：
   - 在更新文档的同时返回更新后的文档。
   - 示例：
     ```javascript
     db.mycollection.findOneAndUpdate(
       { name: "David" },
       { $set: { age: 45 } },
       { returnOriginal: false }
     )
     ```

### **删除文档**
1. **`remove()` 方法**：
   - 用于删除文档。
   - 示例：删除单个文档
     ```javascript
     db.mycollection.remove({ name: "Alice" })
     ```
   - 参数可以包含查询条件，也可以为空（删除所有文档）。
   - 如果需要删除多个文档，可以使用 `justOne: false` 参数：
     ```javascript
     db.mycollection.remove(
       { age: { $gt: 30 } },
       { justOne: false }
     )
     ```

2. **`deleteOne()` 和 `deleteMany()`**：
   - **`deleteOne()`**：删除匹配的第一个文档。
   - **`deleteMany()`**：删除所有匹配的文档。
   - 示例（`deleteOne()`）：
     ```javascript
     db.mycollection.deleteOne({ name: "Bob" })
     ```
   - 示例（`deleteMany()`）：
     ```javascript
     db.mycollection.deleteMany({ age: { $lt: 25 } })
     ```

### **索引操作**
1. **创建索引**：
   - 使用 `createIndex()` 方法创建索引。
   - 示例：为 `name` 字段创建索引
     ```javascript
     db.mycollection.createIndex({ name: 1 })
     ```
   - 参数 `1` 表示升序索引，`-1` 表示降序索引。

2. **查看索引**：
   - 使用 `getIndexes()` 方法查看集合的索引。
   - 示例：
     ```javascript
     db.mycollection.getIndexes()
     ```

3. **删除索引**：
   - 使用 `dropIndex()` 方法删除索引。
   - 示例：
     ```javascript
     db.mycollection.dropIndex({ name: 1 })
     ```

### **聚合操作**
MongoDB 的聚合框架允许你对数据进行复杂的操作，如分组、排序、过滤和计算。

1. **`aggregate()` 方法**：
   - 示例：计算每个年龄组的人数
     ```javascript
     db.mycollection.aggregate([
       { $group: { _id: "$age", count: { $sum: 1 } } }
     ])
     ```

### **数据类型**
MongoDB 支持多种数据类型，包括：
- **字符串**：`String`
- **数字**：`Number`（分 `NumberInt` 和 `NumberLong`）
- **布尔值**：`Boolean`
- **日期**：`Date`
- **数组**：`Array`
- **对象**：`Object`
- **二进制数据**：`BinData`
- **`null`**：`null`
- **`undefined`**：不推荐使用，可以使用 `null` 替代

### **项目实战**
假设你正在开发一个电商网站，需要存储商品信息。以下是使用 MongoDB存储商品数据的示例：

#### **商品文档结构**
```json
{
  "_id": ObjectId("64c5f1c7c2b5d3b5d3b5d3b5"),
  "name": "Apple iPhone 13 Pro",
  "price": 999,
  "stock": 100,
  "category": "Electronics",
  "description": "Apple iPhone 13 Pro with A15 Bionic chip...",
  "ratings": [
    { "userId": "user1", "rating": 4 },
    { "userId": "user2", "rating": 5 }
  ],
  "created_at": ISODate("2024-07-28T12:00:00Z")
}
```

#### **CRUD 操作示例**
1. **插入商品**
   ```javascript
   db.products.insert({
     name: "Samsung Galaxy S21",
     price: 899,
     stock: 150,
     category: "Electronics",
     description: "Samsung Galaxy S21 with advanced camera...",
     created_at: new Date()
   })
   ```

2. **查询商品**
   - 按价格查询
     ```javascript
     db.products.find({ price: { $lt: 1000 } })
     ```
   - 按类别查询
     ```javascript
     db.products.find({ category: "Electronics" })
     ```

3. **更新商品库存**
   ```javascript
   db.products.update(
     { name: "Samsung Galaxy S21" },
     { $inc: { stock: -1 } }
   )
   ```

4. **删除商品**
   ```javascript
   db.products.deleteOne({ name: "Apple iPhone 13 Pro" })
   ```

### **性能优化**
- **索引优化**：为经常查询的字段创建索引。
- **数据分片**：将数据分布在多个服务器上，提高查询性能。
- **合理设计文档结构**：避免嵌套过深的文档结构。
- **使用连接池**：在应用中使用连接池，减少连接开销。

通过掌握这些 MongoDB 的基本操作，你可以高效地管理和操作数据，为你的应用程序提供强大的数据支持。