MongoDB常见面试题

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什么是RDBMS?

关系数据库管理系统(Relational Database Management System:RDBMS)是指包括相互联系的逻辑组织和存取这些数据的一套程序 (数据库管理系统软件)。关系数据库管理系统就是管理关系数据库,并将数据逻辑组织的系统。

  • 高度组织化结构化数据
  • 结构化查询语言(SQL) (SQL)
  • 数据和关系都存储在单独的表中。
  • 数据操纵语言,数据定义语言
  • 严格的一致性
  • 基础事务

什么是NoSQL?

NoSQL,指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写,是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。(例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据)。这些类型的数据存储不需要固定的模式,无需多余操作就可以横向扩展。

  • 代表着不仅仅是SQL
  • 没有声明性查询语言
  • 没有预定义的模式
  • 键 - 值对存储,列存储,文档存储,图形数据库
  • 最终一致性,而非ACID属性
  • 非结构化和不可预知的数据
  • CAP定理
  • 高性能,高可用性和可伸缩性

NoSQL的优点/缺点

优点:

  • 高可扩展性
  • 分布式计算
  • 低成本
  • 架构的灵活性,半结构化数据
  • 没有复杂的关系

缺点:

  • 没有标准化
  • 有限的查询功能(到目前为止)
  • 最终一致是不直观的程序

NoSQL的分类和典型的产品

  • 键值(KV)存储:Memcached、Redis
  • 列存储(column-oriented):HBASE(新浪,360)、Cassandra(200台服务器集群)
  • 文档数据库(document-oriented):MongoDB(最接近关系型数据库的NoSQL)
  • 图形存储(Graph):Neo4j

MongoDB简介:MongoDB是什么?

MongoDB 是由 C++语言编写的,是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。在高负载的情

况下,添加更多的节点,可以保证服务器性能。MongoDB 旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能

数据存储解决方案。

MongoDB 将数据存储为一个文档,数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似

于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档,数组及文档数组MongoDB常见面试题

MongoDB 特点,MongoDB有哪些特点?

  • MongoDB 是一个面向文档存储的数据库,操作起来比较简单和容易。
  • 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。
  • 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。
  • 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。 · 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。
  • 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 。
  • Mongodb 中的 Map/reduce 主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。
  • 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。
  • 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
  • GridFS 是 MongoDB 中的一个内置功能,可以用于存放大量小文件。
  • 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

MongoDB功能

  • 面向集合的存储:适合存储对象及JSON形式的数据。
  • 动态查询: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。
  • 完整的索引支持:包括文档内嵌对象及数组。Mongo的查询优化器会分析查询表达式,并生成一个高效的查询计划。
  • 查询监视:Mongo包含一个监视工具用于分析数据库操作的性能。
  • 复制及自动故障转移:Mongo数据库支持服务器之间的数据复制,支持主-从模式及服务器之间的相互复制。复制的主要目标是提供冗余及自动故障转移。
  • 高效的传统存储方式:支持二进制数据及大型对象(如照片或图片)
  • 自动分片以支持云级别的伸缩性:自动分片功能支持水平的数据库集群,可动态添加额外的机器。

在哪些场景使用MongoDB

  • 游戏场景,使用 MongoDB 存储游戏用户信息,用户的装备、积分等直接以内嵌文档的形式存储,方便查询、更新
  • 物流场景,使用 MongoDB 存储订单信息,订单状态在运送过程中会不断更新,以 MongoDB 内嵌数组的形式来存储,一次查询就能将订单所有的变更读取出来。
  • 社交场景,使用 MongoDB 存储存储用户信息,以及用户发表的朋友圈信息,通过地理位置索引实现附近的人、地点等功能
  • 物联网场景,使用 MongoDB 存储所有接入的智能设备信息,以及设备汇报的日志信息,并对这些信息进行多维度的分析
  • 视频直播,使用 MongoDB 存储用户信息、礼物信息等

MongoDB要注意的问题

1 因为MongoDB是全索引的,所以它直接把索引放在内存中,因此最多支持2.5G的数据。如果是64位的会更多。

2 因为没有恢复机制,因此要做好数据备份

3 因为默认监听地址是127.0.0.1,因此要进行身份验证,否则不够安全;如果是自己使用,建议配置成localhost主机名

4 通过GetLastError确保变更。

数据库的整体结构组成如下

键值对–》文档–》集合–》数据库

MongoDB的文件单个大小不超过4M,但是新版本后可提升到16M

MongoDB中的key命名规则如下

  • '\0″不能使用
  • 带有'.'号,'_'号和'$'号前缀的Key被保留
  • 大小写有区别,Age不同于age
  • 同一个文档不能有相同的Key
  • 除了上面几条规则外,其他所有UTF-8字符都可以使用

基本指令

sql术语/概念MongoDB术语/概念解释/说明
databasedatabase数据库
tablecollection数据库表/集合
rowdocument数据记录行/文档
columnfield数据字段/域
indexindex索引
table joins表连接,MongoDB不支持
primary keyprimary key主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键

MongoDB支持哪些数据类型

  • String
  • Integer
  • Double
  • Boolean
  • Object
  • Object ID
  • Arrays
  • Min/Max Keys
  • Datetime
  • Code
  • Regular Expression等

为什么要在MongoDB中用"Code"数据类型

"Code"类型用于在文档中存储 JavaScript 代码。

MongoDB 支持存储过程吗?如果支持的话,怎么用?

MongoDB 支持存储过程,它是 javascript 写的,保存在 db.system.js 表中。

MongoDB 与 RDBMS Where 语句比较**

如果你熟悉常规的 SQL 数据,通过下表可以更好的理解 MongoDB 的条件语句查询:

操作格式范例RDBMS中的类似语句
等于{<key>:<value>}db.col.find({"by":"菜鸟教程"}).pretty()where by = '菜鸟教程'
小于{<key>:{$lt:<value>}}db.col.find({"likes":{$lt:50}}).pretty()where likes < 50
小于或等于{<key>:{$lte:<value>}}db.col.find({"likes":{$lte:50}}).pretty()where likes <= 50
大于{<key>:{$gt:<value>}}db.col.find({"likes":{$gt:50}}).pretty()where likes > 50
大于或等于{<key>:{$gte:<value>}}db.col.find({"likes":{$gte:50}}).pretty()where likes >= 50
不等于{<key>:{$ne:<value>}}db.col.find({"likes":{$ne:50}}).pretty()where likes != 50

32 位系统上有什么细微差别?

journaling 会激活额外的内存映射文件。这将进一步抑制 32 位版本上的数据库大小。因此,现在journaling 在 32 位系统上默认是禁用的。

journal 回放在条目(entry)不完整时(比如恰巧有一个中途故障了)会遇到问题吗?

每个 journal (group)的写操作都是一致的,除非它是完整的否则在恢复过程中它不会回放。

分析器在 MongoDB 中的作用是什么?

MongoDB 中包括了一个可以显示数据库中每个操作性能特点的数据库分析器。通过这个分析器你可以找到比预期慢的查询(或写操作);利用这一信息,比如,可以确定是否需要添加索引。

名字空间(namespace)是什么?

MongoDB 存储 BSON 对象在丛集(collection)中。数据库名字和丛集名字以句点连结起来叫做名字空间(namespace)。

一个集合命名空间又有多个数据域(extent),集合命名空间里存储着集合的元数据,比如集合名称,集合的第一个数据域和最后一个数据域的位置等等。而一个数据域由若干条文档(document)组成,每个数据域都有一个头部,记录着第一条文档和最后一条文档的为知,以及该数据域的一些元数据。extent之间,document之间通过双向链表连接。

索引的存储数据结构是B树,索引命名空间存储着对B树的根节点的指针。

如果用户移除对象的属性,该属性是否从存储层中删除?

是的,用户移除属性然后对象会重新保存(re-save())。

能否使用日志特征进行安全备份?

是的。

允许空值 null 吗?

对于对象成员而言,是的。

用户不能够添加空值(null)到数据库丛集(collection)因为空值不是对象。然而用户能够添加空对象{}。

更新操作立刻 fsync 到磁盘?

不会,磁盘写操作默认是延迟执行的。写操作可能在两三秒(默认在 60 秒内)后到达磁盘。例如,如果一秒内数据库收到一千个对一个对象递增的操作,仅刷新磁盘一次。(注意,尽管 fsync 选项在命令行和经过 getLastError_old 是有效的)(译者:也许是坑人的面试题??)。

如何执行事务/加锁?

MongoDB 没有使用传统的锁或者复杂的带回滚的事务,因为它设计的宗旨是轻量,快速以及可预计的高性能。可以把它类比成 MySQL MylSAM 的自动提交模式。通过精简对事务的支持,性能得到了提升,特别是在一个可能会穿过多个服务器的系统里。

为什么数据文件如此庞大?

MongoDB 会积极的预分配预留空间来防止文件系统碎片。

启用备份故障恢复需要多久?

从备份数据库声明主数据库宕机到选出一个备份数据库作为新的主数据库将花费 10 到 30 秒时间。这期间在主数据库上的操作将会失败--包括写入和强一致性读取(strong consistent read)操作。然而,你还能在第二数据库上执行最终一致性查询(eventually consistent query)(在 slaveOk 模式下),即使在这段时间里。

什么是 master 或 primary?

它是当前备份集群(replica set)中负责处理所有写入操作的主要节点/成员。在一个备份集群中,当失效备援(failover)事件发生时,一个另外的成员会变成 primary。

什么是 secondary 或 slave?

Seconday 从当前的 primary 上复制相应的操作。它是通过跟踪复制 oplog(local.oplog.rs)做到的。

我必须调用 getLastError 来确保写操作生效了么?

不用。不管你有没有调用 getLastError(又叫"Safe Mode")服务器做的操作都一样。调用 getLastError 只是为了确认写操作成功提交了。当然,你经常想得到确认,但是写操作的安全性和是否生效不是由这个决定的。

MongoDB中的分片什么意思

分片是将数据水平切分到不同的物理节点。当应用数据越来越大的时候,数据量也会越来越大。当数据量增长时,单台机器有可能无法存储数据或可接受的读取写入吞吐量。利用分片技术可以添加更多的机器来应对数据量增加以及读写操作的要求。

我应该启动一个集群分片(sharded)还是一个非集群分片的 MongoDB 环境?

为开发便捷起见,我们建议以非集群分片(unsharded)方式开始一个 MongoDB 环境,除非一台服务器不足以存放你的初始数据集。从非集群分片升级到集群分片(sharding)是无缝的,所以在你的数据集还不是很大的时候没必要考虑集群分片(sharding)。

分片(sharding)和复制(replication)是怎样工作的?

每一个分片(shard)是一个分区数据的逻辑集合。分片可能由单一服务器或者集群组成,我们推荐为每一个分片(shard)使用集群。

ObjectID 有哪些部分组成**

一共有四部分组成:时间戳、客户端 ID、客户进程 ID、三个字节的增量计数器。

数据在什么时候才会扩展到多个分片(shard)里?

MongoDB 分片是基于区域(range)的。所以一个集合(collection)中的所有的对象都被存放到一个块(chunk)中。只有当存在多余一个块的时候,才会有多个分片获取数据的选项。现在,每个默认块的大小是 64Mb,所以你需要至少 64 Mb 空间才可以实施一个迁移。

当我试图更新一个正在被迁移的块(chunk)上的文档时会发生什么?

更新操作会立即发生在旧的分片(shard)上,然后更改才会在所有权转移(ownership transfers)前复制到新的分片上。

如果在一个分片(shard)停止或者很慢的时候,我发起一个查询会怎样?

如果一个分片(shard)停止了,除非查询设置了“Partial”选项,否则查询会返回一个错误。如果一个分片(shard)响应很慢,MongoDB 则会等待它的响应。

我可以把 moveChunk 目录里的旧文件删除吗?

没问题,这些文件是在分片(shard)进行均衡操作(balancing)的时候产生的临时文件。一旦这些操作已经完成,相关的临时文件也应该被删除掉。但目前清理工作是需要手动的,所以请小心地考虑再释放这些文件的空间。

我怎么查看 Mongo 正在使用的链接?

db._adminCommand("connPoolStats");

如果块移动操作(moveChunk)失败了,我需要手动清除部分转移的文档吗?

不需要,移动操作是一致(consistent)并且是确定性的(deterministic);一次失败后,移动操作会不断重试;当完成后,数据只会出现在新的分片里(shard)。

如果我在使用复制技术(replication),可以一部分使用日志(journaling)而其他部分则不使用吗?

可以。

当更新一个正在被迁移的块(Chunk)上的文档时会发生什么?

更新操作会立即发生在旧的块(Chunk)上,然后更改才会在所有权转移前复制到新的分片上。

解释一下 MongoDB 中的索引是什么?

索引是 MongoDB 中的特殊结构,它以易于遍历的形式存储一小部分数据集。

索引按索引中指定的字段的值排序,存储特定字段或一组字段的值。

如何添加索引

使用db.collection.createIndex()在集合中创建一个索引

什么是集合(表)

集合就是一组 MongoDB 文档。它相当于关系型数据库(RDBMS)中的表这种概念。集合位于单独的一个数据库中。一个集合内的多个文档可以有多个不同的字段。一般来说,集合中的文档都有着相同或相关的目的。

提到如何检查函数的源代码?

要检查没有任何括号的函数源代码,必须调用该函数。

MongoDB 在 A:{B,C}上建立索引,查询 A:{B,C}和 A:{C,B}都会使用索引吗?

不会,只会在 A:{B,C}上使用索引。

如果一个分片(Shard)停止或很慢的时候,发起一个查询会怎样?

如果一个分片停止了,除非查询设置了“Partial”选项,否则查询会返回一个错误。如果一个分片响应很慢,MongoDB 会等待它的响应。

如何理解 MongoDB 中的 GridFS 机制,MongoDB 为何使用 GridFS 来存储文件?

GridFS 是一种将大型文件存储在 MongoDB 中的文件规范。使用 GridFS 可以将大文件分隔成多个小文档存放,这样我们能够有效的保存大文档,而且解决了 BSON 对象有限制的问题。

1、MongoDB是什么?

MongoDB是由C++语言编写的,是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。在高负载的情况下,添加更多 的节点,可以保证服务器性能。MongoDB旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案,将数据存 储为一个文档,数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含 其他文档,数组及文档数组。

2、MongoDB有哪些特点?

(1)MongoDB 是一个面向文档存储的数据库,操作起来比较简单和容易;

(2)可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引;

(3)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)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。

3、MySQL与MongoDB之间最基本的差别是什么?

MySQL和MongoDB两者都是免费开源的数据库。MySQL和MongoDB有许多基本差别包括数据的表示查询、关 系、事务、schema的设计和定义、标准化、速度和性能。通过比较MySQL和MongoDB,实际上我们是在比较 关系型和非关系型数据库,即数据存储结构不同。

4、monogodb中的分片什么意思?

分片是将数据水平切分到不同的物理节点,当应用数据越来越大的时候,数据量也会越来越大。当数据量增长 时,单台机器有可能无法存储数据或可接受的读取写入吞吐量,利用分片技术可以添加更多的机器来应对数据 量增加以及读写操作的要求。

5、MongoDB中的命名空间是什么意思?

mongodb存储bson对象在丛集(collection)中,数据库名字和丛集名字以句点连结起来叫做名字空间,一 个集合命名空间又有多个数据域(extent),集合命名空间里存储着集合的元数据,比如集合名称,集合的第 一个数据域和最后一个数据域的位置等等。而一个数据域由若干条文档(document)组成,每个数据域都有一 个头部,记录着第一条文档和最后一条文档的为知,以及该数据域的一些元数据。extent之间,document之 间通过双向链表连接,索引的存储数据结构是B树,索引命名空间存储着对B树的根节点的指针。

6、在MongoDb中索引是什么?

索引用于高效的执行查询,没有索引的MongoDB将扫描整个集合中的所有文档,这种扫描效率很低,需要处理 大量的数据,索引是一种特殊的数据结构,将一小块数据集合保存为容易遍历的形式。索引能够存储某种特殊 字段或字段集的值,并按照索引指定的方式将字段值进行排序。

7、MongoDB成为最好NoSQL数据库的原因是什么?

以下特点使得MongoDB成为最好的NoSQL数据库:面向文件的;高性能;高可用性;易扩展性;丰富的查询语 言。

8、解释一下什么是MongoDB中的GridFS ?

为了存储和检索大文件,例如图像,视频文件和音频文件,使用GridFS。默认情况下,它使用两个文件 fs.files和fs.chunks来存储文件的元数据和块。

9、分析器在MongoDB中的作用是什么?

MongoDB中包括了一个可以显示数据库中每个操作性能特点的数据库分析器。通过这个分析器你可以找到比预 期慢的查询(或写操作);利用这一信息,比如,可以确定是否需要添加索引。

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