MongoDB系列教程-第一章：MongoDB简介、安装、概念解析、用户管理、连接、实际应用示例

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📖 第一章：MongoDB简介、安装、概念解析、用户管理、连接、实际应用示例

文章目录

- 1.1 MongoDB简介
- 1.2 Mongo安装
- - 1.2.1 MongoDB-Windows安装
  - 1.2.2 MongoDB-Linux安装
  - 1.2.3 MongoDB-Mac安装
- 1.3 MongoDB Shell安装
- 1.4 MongoDB概念解析
- - 1.4.1 基础概念
  - 1.4.2 数据库
  - 1.4.3 文档(Document) - 数据的核心
  - 1.4.4 集合(Collection) - 文档的容器
  - 1.4.5 数据类型详解
  - - 1.4.5.1 ObjectId - 自动生成的主键
    - 1.4.5.2 Date - 日期时间
    - 1.4.5.3 其它特殊类型
- 1.5 用户管理
- - 1.5.1 用户和数据库的关系
  - 1.5.2 角色（Roles）的概念
  - 1.5.3 第一步：连接到MongoDB
  - - 1.5.3.1 连接后的基本操作
  - 1.5.4 第二步：创建第一个用户
  - - 1.5.4.1 创建管理员用户
    - 1.5.4.2 创建应用程序用户
    - 1.5.4.3 创建只读用户
  - 1.5.5 第三步：启用身份验证
  - - 1.5.5.1 方法一：命令行启动时启用
    - 1.5.5.2 方法二：配置文件方式
  - 1.5.6 第四步：使用用户身份连接
  - - 1.5.6.1 连接到MongoDB并认证
    - 1.5.6.2 直接使用认证信息连接
  - 1.5.7 第五步：用户管理操作
  - - 1.5.7.1 查看所有用户
    - 1.5.7.2 修改用户信息
    - 1.5.7.3 删除用户
  - 1.5.8 实际应用场景
  - - 1.5.8.1 场景一：Web应用程序
    - 1.5.8.2 场景二：数据分析系统
    - 1.5.8.3 场景三：多租户系统
  - 1.5.9 高级用户管理
  - - 1.5.9.1 创建自定义角色
    - 1.5.9.2 用户权限验证
  - 1.5.10 完整示例：搭建安全的MongoDB环境
  - - 步骤1：启动MongoDB
    - 步骤2：创建管理员用户
    - 步骤3：启用认证并重启
    - 步骤4：创建应用程序用户
    - 步骤5：测试连接
- 1.6 连接
- 1.7 实际应用示例
- - 1.7.1 用户管理系统
  - 1.7.2 博客系统

1.1 MongoDB简介

MongoDB 是一个文档型数据库，数据以 BSON 格式存储，结构类似 JSON 对象。

核心概念：

数据库（Database）：数据存储容器
集合（Collection）：数据库中的数据集合，相当于关系型数据库的表
文档（Document）：集合中的单条记录，由键值对组成，相当于关系型数据库的行

核心概念对比：

关系型数据库 → MongoDB数据库(Database) → 数据库(Database) 表(Table) → 集合(Collection)行(Row) → 文档(Document)列(Column) → 字段(Field)

数据存储特性：文档结构灵活，字段值可包含其他文档、数组或文档数组。支持嵌套结构，无需预定义模式。（MongoDB就像一个超级灵活的电子档案柜。传统的关系型数据库（如MySQL）就像严格的表格，每一行都必须有相同的列。而MongoDB更像是一个可以存放各种形状文件夹的柜子，每个文件夹里的内容可以完全不同。）

查询与索引：

支持为任意字段创建索引，提升查询和排序性能
使用 JSON 格式查询语法，支持复杂查询表达式
支持对嵌套对象和数组的查询操作

扩展性：

数据副本：通过本地或网络创建数据镜像，实现冗余备份
水平扩展：使用分片技术将数据分布到多个节点，应对负载增长

数据操作：

使用 update() 命令进行文档替换或字段更新
MapReduce 功能处理大规模数据聚合，使用 JavaScript 编写 Map 和 Reduce 函数
GridFS 存储超过 BSON 限制的大文件（如图片、视频）

开发支持：

服务端可执行 JavaScript 脚本
支持多种编程语言：Ruby、Python、Java、C++、PHP、C#
安装部署简单

MongoDB优势总结：

灵活的数据结构：不需要预定义表结构
JSON格式存储：天然支持复杂的嵌套数据
水平扩展：容易分布式部署
强大的查询能力：支持复杂的聚合操作

1.2 Mongo安装

1.2.1 MongoDB-Windows安装

从 MongoDB 官网下载安装，MongoDB 预编译二进制包下载地址：https://www.mongodb.com/try/download/community

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下载 .msi 文件，下载后双击该文件，按操作提示安装即可。

安装过程：

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点击Next，默认勾选MongoDB Compass，MongoDB Compass是MongoDB官方推出的图形化用户界面（GUI）工具，专为简化MongoDB数据库的管理、查询和分析而设计。它提供了直观的可视化界面，用户无需编写复杂的命令行代码，就能轻松完成数据库连接、集合（Collection）浏览、文档（Document）增删改查、索引管理、数据导入导出等操作。同时，它还具备实时性能监控、查询性能分析等功能，帮助开发者和数据库管理员更高效地调试和优化MongoDB数据库，尤其适合初学者快速上手MongoDB，或用于日常开发中的数据管理工作。我这里直接默认安装。
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至此，安装完成，安装成功后可以在任务管理器服务里看的MongoDB服务：

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或者直接在浏览器中输入：
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1.2.2 MongoDB-Linux安装

参考菜鸟教程：Linux MongoDB

1.2.3 MongoDB-Mac安装

参考菜鸟教程：OSX MongoDB

1.3 MongoDB Shell安装

MongoDB Shell（简称 mongosh）是 MongoDB 官方提供的交互式命令行工具，用于通过命令与 MongoDB 数据库直接交互，支持运行查询、管理数据、执行脚本等操作。它替代了旧版的 mongo 工具，提供更完善的语法高亮、自动补全、错误提示等功能，同时支持 JavaScript 语法和 MongoDB 扩展命令，是开发者在终端环境下操作 MongoDB 的核心工具，常用于数据库调试、数据查询、脚本执行等场景。

安装比较简单，可以参考菜鸟教程的 MongoDB Shell安装，只不过也是分Windows、Linux和Mac系统，我这里是Windows下安装，具体过程如下：

访问官方地址：https://www.mongodb.com/try/download/shell，选择适合 Windows 的 MongoDB Shell 版本，我这选的msi格式（zip的其实解压出来就是msi双击安装完的样子，只不过mongosh.exe是放在了bin文件夹中，因此，选择下载哪种格式都一样），下载后双击安装程序，可以更换安装目录。
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来到 MongoDB Shell安装目录中，双击其中的mongosh.exe，会显示Please enter a MongoDB connection string (Default: mongodb://localhost/):的字样。

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意在让你输入连接 MongoDB 数据库的连接字符串（如默认的 mongodb://localhost/ 就是连接本地 MongoDB 的字符串，保持默认可以直接回车），这里输入的字符串会被优先解析为完整的连接字符串（用于指定服务器地址、端口等连接信息），而非单纯的服务器名或数据库名。连接字符串的格式通常是 mongodb://:/，其中：

: 用于指定服务器地址和端口（如 localhost:27017）；
末尾的可选，用于指定连接后默认进入的数据库（若不指定，默认进入 test 数据库）。

如果输入的是非标准连接字符串的普通字符串（如随便输入 abc），mongosh 会尝试按以下规则解析：

先假设这是一个简化的连接字符串，默认补充服务器地址为 localhost:27017，形成 mongodb://localhost:27017/abc；
此时，localhost:27017 是服务器地址，abc 被当作连接后默认进入的数据库名（若不存在则临时创建）。

简言之：输入的字符串主要用于补充连接信息中的 “默认数据库名”，而服务器地址会默认使用 localhost:27017（除非字符串中明确包含服务器地址，如mongodb://192.168.1.1:27017/mydb）。

这是手动双击启动mongosh.exe的连接。

实际中，安装好了MongoDB Shell了，可以直接命令中输入mongosh，如果 MongoDB 服务器运行在本地默认端口（27017），则可以直接连接。简单说，mongosh 就像一个 “开关”—— 在命令行中输入它，会直接启动 MongoDB 官方的交互式命令行工具，让你进入可以操作 MongoDB 数据库的环境。这里说的进入环境指的是：关联一个默认数据库，即输入了mongosh连接成功后，会自动进入名为 test 的默认数据库（如果该数据库不存在，会在首次操作时自动创建）。

如果你的 MongoDB 服务器是默认配置（运行在本地、端口 27017），输入 mongosh 后会自动连接到本地默认数据库test，直接进入操作界面（可以输入查询、创建集合等命令）；如果需要连接其他服务器或非默认端口，就用 mongosh --host : 这种形式，本质还是通过 mongosh 指令启动工具，再附加连接参数。

其中是 MongoDB 服务器的主机名或 IP 地址
是 MongoDB 服务器的端口号

查看版本的话，命令行可以直接输入mongosh --version来查看。
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进入数据库后，可以执行各种 MongoDB 数据库操作（这些操作后面会详细讲述）：

查看当前数据库：db
显示数据库列表：show dbs
切换到指定数据库：use
执行查询操作：db..find()
插入文档：db..insertOne({ ... })
更新文档：db..updateOne({ ... })
删除文档：db..deleteOne({ ... })
退出 MongoDB Shell：quit() 或者 exit

1.4 MongoDB概念解析

1.4.1 基础概念

MongoDB是一个文档型数据库，和传统的关系型数据库（如MySQL）有很大不同。关系型数据库就像整齐的表格，而MongoDB更像灵活的文件夹。

核心概念对比：

关系型数据库 MongoDB 简单理解数据库(database) 数据库(database) 存放数据的容器表(table) 数据库表/集合(Collection) 存放同类数据的容器行(row) 数据记录行/文档(Document) 一条具体的数据记录列(column) 数据字段/域(Field) 数据的属性索引(index) 索引(index) 索引主键(primary key) _id字段每条数据的唯一标识

在MongoDB中基本的概念是：文档、集合、数据库，下面我们挨个介绍。

文档（Document）：MongoDB 的基本数据单元，通常是一个 JSON-like 的结构，可以包含多种数据类型。
集合（Collection）：类似于关系型数据库中的表，集合是一组文档的容器。在 MongoDB 中，一个集合中的文档不需要有一个固定的模式。
数据库（Database）：包含一个或多个集合的 MongoDB 实例。

其它比较重要的概念：

BSON：Binary JSON 的缩写，是 MongoDB 用来存储和传输文档的二进制形式的 JSON。
索引（Index）：用于优化查询性能的数据结构，可以基于集合中的一个或多个字段创建索引。
GridFS：用于存储和检索大于 BSON 文档大小限制的文件的规范。
ObjectId：MongoDB 为每个文档自动生成的唯一标识符。
CRUD 操作：创建（Create）、读取（Read）、更新（Update）、删除（Delete）操作。
操作符（Operators）：用于查询和更新文档的特殊字段。
连接（Join）：MongoDB 允许在查询中使用 $lookup 操作符来实现类似 SQL 的连接操作。
TTL（Time-To-Live）：可以为集合中的某些字段设置 TTL，以自动删除旧数据。

1.4.2 数据库

一个 MongoDB 中可以建立多个数据库。
如果在操作时没有指定数据库，MongoDB 会使用一个名为 test 的默认数据库，该数据库存储在 data 目录中。
MongoDB 的单个实例可以容纳多个独立的数据库，每一个都有自己的集合和权限，不同的数据库也放置在不同的文件中。

这里说的 “单个实例” 指的是一个正在运行的 MongoDB 服务器进程（mongod 进程）。
简单说，当你通过 mongod 命令启动 MongoDB 服务后，会在操作系统中生成一个独立的进程，这个进程就是 “单个实例”。它可以管理多个相互独立的数据库（比如一个存储用户数据的 user_db、一个存储日志的 log_db 等），每个数据库有自己的集合、文档和权限设置，且物理上存储在不同的文件中（默认位于 MongoDB 数据目录的子文件夹中，每个数据库对应一个子文件夹）。
这个设计的好处是：通过一个服务器进程即可管理多个数据库，无需为每个数据库单独启动进程，既节省系统资源，又便于集中管理。

PS：关于mongod命令放在本章最后进行讲解。

MongoDB可以同时运行多个数据库，每个数据库都是独立的。

// 查看所有数据库> show dbsadmin 0.000GBlocal 0.000GBtest 0.000GB// 查看当前使用的数据库> dbtest// 切换到指定数据库> use mydatabaseswitched to db mydatabase

数据库命名规则：

不能为空字符串
不能包含空格、点号、美元符号、斜杠、反斜杠
全部小写
最多64个字符

特殊数据库：

admin：管理员数据库，拥有所有权限
local：本地数据库，不会被复制
config：分片配置数据库

特殊数据库的详细介绍：

admin 数据库：这是MongoDB的\"超级管理员\"数据库，相当于系统的root用户。在这里创建的用户自动获得所有数据库的管理权限，可以执行关键的服务器管理命令如关闭服务器、列出所有数据库等。它包含重要的系统集合，在生产环境中只允许数据库管理员访问。
local 数据库：这是一个特殊的本地数据库，其数据永远不会被复制到其他服务器。它适合存储本地服务器特有的数据，如本地日志、临时数据、服务器配置等。在副本集环境中特别有用，因为每个节点可以存储自己特有的信息，不会影响副本集同步性能。
config 数据库这是分片集群架构的核心组件，专门存储分片集群的元数据和配置信息。它包含多个重要集合，记录分片服务器信息、数据库配置、分片键信息、数据块分布等。整个分片集群的所有组件都需要访问它来获取配置信息，因此其高可用性对整个集群至关重要。

1.4.3 文档(Document) - 数据的核心

文档是MongoDB的基本数据单元，本质上是JSON格式的数据。每个文档可以有不同的结构，这是MongoDB最大的特点。
例如下图中的两个文档：
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下表列出了 RDBMS 与 MongoDB 对应的术语：

RDBMS MongoDB 数据库数据库表格集合行文档列字段表联合嵌入文档主键主键 (MongoDB 提供了 key 为 _id )

// 简单的文档{\"name\": \"张三\", \"age\": 25}// 复杂的文档{ \"name\": \"李四\", \"age\": 30, \"email\": \"lisi@example.com\", \"address\": { \"city\": \"北京\", \"street\": \"中关村大街\" }, \"hobbies\": [\"读书\", \"游泳\", \"编程\"], \"created_at\": new Date()}

文档的特点：

字段名（键）是字符串
字段值可以是任何类型（字符串、数字、布尔值、数组、对象等、甚至可以是整个嵌入的文档）
文档中的键/值对是有序的。
不能有重复的字段名（键）
区分大小写

文档键命名规范：

键不能含有\\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
.和$有特别的意义，只有在特定环境下才能使用。
以下划线_开头的键是保留的(不是严格要求的)。

1.4.4 集合(Collection) - 文档的容器

集合就像文件夹（文档组），存放相关的文档。一个数据库可以有多个集合。
集合（Collection）是文档（Document）的容器，类似于关系型数据库中的 “表”，但它的核心特点是无固定结构—— 这意味着你可以往同一个集合里插入格式、字段完全不同的文档，不需要提前定义 “表结构”。不过实际使用中，集合里的文档通常会有逻辑关联（比如都属于 “用户” 或 “订单” 相关数据），这样更便于管理和查询。
例如，可以创建一个名为products的集合，用来存储各类商品信息，其中的文档可以有完全不同的字段：

// 插入第一个文档（包含名称、价格、类别字段）db.products.insertOne({ name: \"笔记本电脑\", price: 5999, category: \"电子设备\" })// 插入第二个文档（比第一个多了“品牌”和“库存”字段，少了“类别”字段）db.products.insertOne({ name: \"机械键盘\", price: 399, brand: \"Keychron\", stock: 120 })// 插入第三个文档（字段与前两个完全不同，包含“重量”和“材质”）db.products.insertOne({ name: \"帆布包\", weight: 0.3, material: \"棉麻\" })

当执行第一条insertOne命令时，products集合会被自动创建，后续即使插入结构差异很大的文档，集合也能正常存储。这种灵活性让 MongoDB 非常适合处理数据格式多变的场景（比如电商平台中不同类型商品的属性差异），无需像关系型数据库那样为每种商品单独建表。

// 创建集合（插入第一个文档时自动创建）> db.users.insertOne({\"name\": \"王五\", \"age\": 28})// 查看所有集合> show collectionsusersproducts// 查看集合中的文档数量> db.users.countDocuments()1

集合命名规则：

不能为空字符串
不能包含空字符(\\0)
不能以\"system.\"开头（系统保留）
避免使用$符号

固定集合(Capped Collection)：固定集合是大小固定的集合，类似于循环缓冲区。

// 创建固定集合，大小100000字节> db.createCollection(\"logs\", {capped: true, size: 100000})// 固定集合的特点：// 1. 大小固定，超出时会删除最旧的文档// 2. 不能删除单个文档，只能删除整个集合// 3. 适合存储日志等时间序列数据

系统集合：MongoDB在每个数据库中都有系统集合，用于存储元数据：

// 查看系统集合> db.system.namespaces.find() // 所有集合信息> db.system.indexes.find() // 所有索引信息> db.system.users.find() // 用户信息> db.system.profile.find() // 性能分析信息

1.4.5 数据类型详解

MongoDB支持丰富的数据类型：

数据类型描述 String 字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中，UTF-8 编码的字符串才是合法的。 Integer 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器，可分为 32 位或 64 位。 Boolean 布尔值。用于存储布尔值（真/假）。 Double 双精度浮点值。用于存储浮点值。 Min/Max keys 将一个值与 BSON（二进制的 JSON）元素的最低值和最高值相对比。 Array 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。 Timestamp 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。 Object 用于内嵌文档。 Null 用于创建空值。 Symbol 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型，但不同的是，它一般用于采用特殊符号类型的语言。 Date 日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间：创建 Date 对象，传入年月日信息。 Object ID 对象 ID。用于创建文档的 ID。 Binary Data 二进制数据。用于存储二进制数据。 Code 代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。 Regular expression 正则表达式类型。用于存储正则表达式。

例如：

// 字符串{\"name\": \"张三\"}// 数字{\"age\": 25, \"price\": 99.99}// 布尔值{\"isActive\": true}// 日期{\"created_at\": new Date()}// 数组{\"tags\": [\"技术\", \"编程\", \"数据库\"]}// 对象{\"address\": {\"city\": \"北京\", \"street\": \"中关村\"}}// 空值{\"description\": null}

下面说明下几种重要的数据类型。

1.4.5.1 ObjectId - 自动生成的主键

每个文档都有一个唯一的_id字段，类似唯一主键，默认是ObjectId类型。

MongoDB系列教程-第一章：MongoDB简介、安装、概念解析、用户管理、连接、实际应用示例

// ObjectId的组成（12字节）// 前4字节：时间戳（unix 时间戳,格林尼治时间 UTC 时间，比北京时间晚了 8 个小时）// 接下来3字节：机器标识// 接下来2字节：进程ID// 最后3字节：随机数

MongoDB 中存储的文档必须有一个 _id 键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个 ObjectId 对象
由于 ObjectId 中保存了创建的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间，例如：

// 获取ObjectId的创建时间> var id = ObjectId()> id.getTimestamp()ISODate(\"2024-01-15T10:30:00Z\")// ObjectId转字符串> id.toString()\"65a4b8c0123456789012345\"

1.4.5.2 Date - 日期时间

表示当前距离 Unix新纪元（1970年1月1日）的毫秒数。日期类型是有符号的, 负数表示 1970 年之前的日期。

> var mydate1 = new Date() //格林尼治时间> mydate1ISODate(\"2018-03-04T14:58:51.233Z\")> typeof mydate1object

> var mydate2 = ISODate() //格林尼治时间> mydate2ISODate(\"2018-03-04T15:00:45.479Z\")> typeof mydate2object

这样创建的时间是日期类型，需要返回一个时间类型的字符串，可以：

> var mydate1str = mydate1.toString()> mydate1strSun Mar 04 2018 14:58:51 GMT+0000 (UTC) > typeof mydate1strstring

或者

> Date()Sun Mar 04 2018 15:02:59 GMT+0000 (UTC)

1.4.5.3 其它特殊类型

// 时间戳（MongoDB内部使用）{\"timestamp\": new Timestamp()}// 二进制数据{\"file\": BinData(0, \"base64encodeddata\")}// JavaScript代码{\"script\": Code(\"function() { return \'hello\'; }\")}// 正则表达式{\"pattern\": /^[a-z]+$/}

1.5 用户管理

MongoDB的用户管理就像给房子安装门锁一样，确保只有有权限的人才能访问数据库。如果你的数据库没有用户管理，任何人都可以连接进来查看、修改甚至删除你的数据，这是非常危险的。

用户管理包括：

创建用户账号
设置密码
分配权限（角色）
验证身份
管理用户

1.5.1 用户和数据库的关系

在MongoDB中，用户是创建在特定数据库中的，但这个用户可以在多个数据库中拥有不同的权限。
例如：

// 在admin数据库中创建用户use admindb.createUser({ user: \"admin\", pwd: \"admin123\", roles: [\"userAdminAnyDatabase\", \"readWriteAnyDatabase\"]})// 在myapp数据库中创建用户use myappdb.createUser({ user: \"appuser\", pwd: \"app123\", roles: [\"readWrite\"]})

其中的roles: [\"userAdminAnyDatabase\", \"readWriteAnyDatabase\"]这两个是 MongoDB 内置的全局角色，用于授予用户跨数据库级的管理和操作权限。

具体说明：

userAdminAnyDatabase：允许用户管理所有数据库中的用户（创建、修改、删除用户和角色），但不包含数据库数据的读写权限。
readWriteAnyDatabase：允许用户对所有数据库执行读写操作（插入、查询、更新、删除文档等），但不包含用户管理权限。

这两个角色组合后，admin 用户就具备了 “管理所有数据库的用户” 和 “操作所有数据库数据” 的超级权限，适合作为超级管理员” 账号（通常仅在 admin 数据库中创建这类高权限用户）。

对比我这里创建的 appuser用户：

角色readWrite未指定数据库（默认作用于当前数据库 myapp），因此该用户仅能读写myapp数据库，权限范围局限于单个数据库，更适合业务应用使用。

高权限用户通常创建在 admin 数据库并使用全局角色，普通用户创建在业务数据库并使用局部角色。

1.5.2 角色（Roles）的概念

角色决定了用户能做什么：

read：只能读取数据
readWrite：可以读取和写入数据
dbAdmin：可以管理数据库（创建集合、索引等）
userAdmin：可以管理用户
clusterAdmin：可以管理整个集群

1.5.3 第一步：连接到MongoDB

使用MongoDB Shell连接

# 连接到本地MongoDB（默认端口27017）mongosh# 连接到远程MongoDBmongosh --host 192.168.1.100 --port 27017# 连接到特定数据库，例如我这里的myappmongosh --host localhost --port 27017 --db myapp

1.5.3.1 连接后的基本操作

// 查看当前数据库db// 查看所有数据库show dbs// 切换到指定数据库use myapp// 查看当前数据库的所有集合show collections

1.5.4 第二步：创建第一个用户

1.5.4.1 创建管理员用户

首先创建一个超级管理员用户，这个用户可以管理所有数据库：

// 切换到admin数据库use admin// 创建管理员用户db.createUser({ user: \"admin\", pwd: \"admin123\", roles: [ { role: \"userAdminAnyDatabase\", db: \"admin\" }, { role: \"readWriteAnyDatabase\", db: \"admin\" }, { role: \"dbAdminAnyDatabase\", db: \"admin\" } ]})

解释：

user: 用户名
pwd: 密码
roles: 角色数组，每个角色包含：
- role: 角色名称
- db: 该角色适用的数据库

1.5.4.2 创建应用程序用户

为应用程序创建专用用户：

// 切换到应用程序数据库use myapp// 创建应用程序用户db.createUser({ user: \"appuser\", pwd: \"app123\", roles: [ { role: \"readWrite\", db: \"myapp\" }, { role: \"read\", db: \"reports\" } ]})

1.5.4.3 创建只读用户

为报表系统创建只读用户：

// 创建只读用户db.createUser({ user: \"readonly\", pwd: \"read123\", roles: [ { role: \"read\", db: \"myapp\" }, { role: \"read\", db: \"reports\" } ]})

1.5.5 第三步：启用身份验证

1.5.5.1 方法一：命令行启动时启用

# 启动MongoDB并启用认证mongod --auth --dbpath /data/db

1.5.5.2 方法二：配置文件方式

创建配置文件 mongod.conf：

# 存储配置storage: dbPath: /var/lib/mongodb# 网络配置net: port: 27017 bindIp: 127.0.0.1# 安全配置security: authorization: enabled

使用配置文件启动：

mongod --config /etc/mongod.conf

重启 MongoDB 服务

sudo systemctl restart mongod

1.5.6 第四步：使用用户身份连接

1.5.6.1 连接到MongoDB并认证

# 连接到MongoDBmongosh --host localhost --port 27017# 在shell中进行认证use admindb.auth(\"admin\", \"admin123\")

1.5.6.2 直接使用认证信息连接

# 使用管理员用户连接mongosh --host localhost --port 27017 -u \"admin\" -p \"admin123\" --authenticationDatabase \"admin\"# 使用应用程序用户连接mongosh --host localhost --port 27017 -u \"appuser\" -p \"app123\" --authenticationDatabase \"myapp\"

1.5.7 第五步：用户管理操作

1.5.7.1 查看所有用户

// 查看当前数据库的所有用户db.getUsers()// 查看特定用户db.getUser(\"appuser\")

1.5.7.2 修改用户信息

// 修改用户密码db.changeUserPassword(\"appuser\", \"newpassword123\")// 更新用户角色db.updateUser(\"appuser\", { roles: [ { role: \"readWrite\", db: \"myapp\" }, { role: \"read\", db: \"reports\" }, { role: \"read\", db: \"analytics\" } ]})

1.5.7.3 删除用户

// 删除用户db.dropUser(\"readonly\")

1.5.8 实际应用场景

1.5.8.1 场景一：Web应用程序

// 为Web应用创建用户use webappdb.createUser({ user: \"webuser\", pwd: \"web123\", roles: [ { role: \"readWrite\", db: \"webapp\" } ]})// 应用程序连接字符串// mongodb://webuser:web123@localhost:27017/webapp

1.5.8.2 场景二：数据分析系统

// 为数据分析创建只读用户use analyticsdb.createUser({ user: \"analyst\", pwd: \"analyst123\", roles: [ { role: \"read\", db: \"analytics\" }, { role: \"read\", db: \"reports\" } ]})

1.5.8.3 场景三：多租户系统

// 为每个租户创建独立用户use tenant1db.createUser({ user: \"tenant1_user\", pwd: \"tenant1_pass\", roles: [ { role: \"readWrite\", db: \"tenant1\" } ]})use tenant2db.createUser({ user: \"tenant2_user\", pwd: \"tenant2_pass\", roles: [ { role: \"readWrite\", db: \"tenant2\" } ]})

1.5.9 高级用户管理

1.5.9.1 创建自定义角色

// 创建自定义角色use admindb.createRole({ role: \"dataAnalyst\", privileges: [ { resource: { db: \"analytics\", collection: \"\" }, actions: [\"find\", \"aggregate\"] } ], roles: []})// 为用户分配自定义角色use analyticsdb.grantRolesToUser(\"analyst\", [ { role: \"dataAnalyst\", db: \"admin\" }])

db.grantRolesToUser() 是 MongoDB 中用于为已有用户分配角色的命令，作用是向指定用户授予新的权限角色，从而扩展该用户的操作权限。其中：

第一个参数 “analyst” 是目标用户名（即要给哪个用户分配角色）。
第二个参数是角色数组，这里指定了要授予的角色：
role: \"dataAnalyst\"：要分配的自定义角色名称（之前在 admin 数据库中创建的角色）。
db: \"admin\"：该角色的所属数据库（因为 dataAnalyst 是在 admin 数据库中创建的，必须明确指定来源）。

1.5.9.2 用户权限验证

// 检查用户权限db.runCommand({ usersInfo: \"appuser\", showPrivileges: true})

1.5.10 完整示例：搭建安全的MongoDB环境

步骤1：启动MongoDB

# 启动MongoDB（开发环境）mongod --dbpath ./data --port 27017

步骤2：创建管理员用户

// 连接到MongoDBmongosh// 创建管理员用户use admindb.createUser({ user: \"admin\", pwd: \"admin123\", roles: [ { role: \"userAdminAnyDatabase\", db: \"admin\" }, { role: \"readWriteAnyDatabase\", db: \"admin\" }, { role: \"dbAdminAnyDatabase\", db: \"admin\" } ]})

步骤3：启用认证并重启

# 停止MongoDB# Ctrl+C 或 pkill mongod# 启用认证启动mongod --auth --dbpath ./data --port 27017

步骤4：创建应用程序用户

// 使用管理员身份连接mongosh -u \"admin\" -p \"admin123\" --authenticationDatabase \"admin\"// 创建应用程序数据库和用户use myappdb.createUser({ user: \"appuser\", pwd: \"app123\", roles: [ { role: \"readWrite\", db: \"myapp\" } ]})// 测试应用程序用户use myappdb.auth(\"appuser\", \"app123\")

步骤5：测试连接

// 插入测试数据db.users.insertOne({ name: \"张三\", email: \"zhangsan@example.com\", created_at: new Date()})// 查询数据db.users.find()

1.6 连接

使用 MongoDB shell 来连接 MongoDB 服务器，标准的 URI 连接语法：

mongodb://[username:password@]host1[:port1][,...hostN[:portN]][/[defaultauthdb][?options]]

mongodb://：协议头，表示使用 MongoDB。
[username:password@]：（可选）认证信息，包括用户名和密码。
host1[:port1][,...hostN[:portN]]：服务器地址和端口，可以是一个或多个 MongoDB 服务器的地址和端口。
/[defaultauthdb]：（可选）默认认证数据库。
[?options]：（可选）连接选项。

标准的连接格式包含了多个选项(options)，如下所示：

authSource：指定认证数据库。
replicaSet：指定副本集的名称。
ssl：启用 SSL 连接（true 或 false）。
readPreference：指定读偏好，如 primary, primaryPreferred, secondary, secondaryPreferred, nearest。
connectTimeoutMS：指定连接超时时间（毫秒）。
socketTimeoutMS：指定套接字超时时间（毫秒）。

一些示例：

连接到本地 MongoDB 实例（默认端口 27017）：mongodb://localhost连接到本地 MongoDB 实例，指定数据库：mongodb://localhost/mydatabase使用用户名和密码连接到本地 MongoDB 实例：mongodb://username:password@localhost/mydatabase连接到远程 MongoDB 实例：mongodb://remotehost:27017连接到副本集（Replica Set）：mongodb://host1:27017,host2:27017,host3:27017/mydatabase?replicaSet=myReplicaSet使用 SSL 连接到 MongoDB：mongodb://username:password@localhost:27017/mydatabase?ssl=true使用多个选项连接：mongodb://username:password@localhost:27017/mydatabase?authSource=admin&ssl=true

1.7 实际应用示例

1.7.1 用户管理系统

// 1. 切换到（或创建）名为\"userManagement\"的数据库// 如果该数据库不存在，会在首次插入数据时自动创建use userManagement// 2. 向\"users\"集合中插入一条用户文档// \"users\"集合会在首次插入时自动创建db.users.insertOne({ \"username\": \"zhangsan\", // 用户名（唯一标识，字符串类型） \"email\": \"zhangsan@example.com\", // 邮箱（字符串类型） \"profile\": { // 个人资料（嵌套文档，存储复杂信息） \"firstName\": \"张\", // 名 \"lastName\": \"三\", // 姓 \"age\": 25, // 年龄（数字类型） \"location\": \"北京\" // 所在地（字符串类型） }, \"roles\": [\"user\", \"editor\"], // 角色（数组类型，用户可拥有多个角色） \"created_at\": new Date(), // 创建时间（Date类型，自动生成当前时间） \"isActive\": true // 账号状态（布尔类型，true表示激活）})// 3. 查询指定用户的信息// findOne()：返回符合条件的第一个文档// 查询条件：用户名（username）为\"zhangsan\"db.users.findOne({\"username\": \"zhangsan\"})// 4. 更新用户信息// updateOne()：更新符合条件的第一个文档db.users.updateOne( {\"username\": \"zhangsan\"}, // 更新条件：匹配用户名\"zhangsan\"的文档 {\"$set\": {\"profile.age\": 26}} // 更新操作：$set操作符用于修改指定字段的值 // 这里将嵌套文档profile中的age字段从25更新为26)

1.7.2 博客系统

// 1. 向博客文章集合（posts）中插入一篇博客文章文档// 集合（posts）会在首次插入文档时自动创建db.posts.insertOne({ \"title\": \"MongoDB入门指南\", // 博客标题（字符串类型） \"content\": \"MongoDB是一个文档型数据库...\", // 博客正文内容（字符串类型） \"author\": \"张三\", // 作者名称（字符串类型） \"tags\": [\"数据库\", \"MongoDB\", \"教程\"], // 标签（数组类型，存储多个字符串） \"comments\": [ // 评论列表（数组类型，存储嵌套文档） { \"user\": \"李四\", // 评论用户 \"content\": \"写得很好！\", // 评论内容 \"created_at\": new Date() // 评论时间（Date类型，自动生成当前时间） } ], \"published_at\": new Date(), // 发布时间（Date类型，自动生成当前时间） \"viewCount\": 0 // 阅读量（数字类型，初始为0）})// 2. 向指定博客文章添加新评论// 使用updateOne方法更新文档，通过$push操作符向数组添加元素db.posts.updateOne( {\"title\": \"MongoDB入门指南\"}, // 更新条件：匹配标题为\"MongoDB入门指南\"的文档 {\"$push\": { // $push操作符：向数组字段添加新元素（不覆盖原有元素） \"comments\": { // 目标数组字段：comments（评论列表） \"user\": \"王五\", // 新评论的用户 \"content\": \"学习了！\", // 新评论的内容 \"created_at\": new Date() // 新评论的时间（当前时间） } }})// 执行后，该博客的comments数组会包含两条评论：李四和王五的评论

MongoDB系列教程-第一章：MongoDB简介、安装 、概念解析、用户管理、连接、实际应用示例

文章目录

1.1 MongoDB简介

1.2 Mongo安装

1.2.1 MongoDB-Windows安装

1.2.2 MongoDB-Linux安装

1.2.3 MongoDB-Mac安装

1.3 MongoDB Shell安装

1.4 MongoDB概念解析

1.4.1 基础概念

1.4.2 数据库

1.4.3 文档(Document) - 数据的核心

1.4.4 集合(Collection) - 文档的容器

1.4.5 数据类型详解

1.4.5.1 ObjectId - 自动生成的主键

1.4.5.2 Date - 日期时间

1.4.5.3 其它特殊类型

1.5 用户管理

1.5.1 用户和数据库的关系

1.5.2 角色（Roles）的概念

1.5.3 第一步：连接到MongoDB

1.5.3.1 连接后的基本操作

1.5.4 第二步：创建第一个用户

1.5.4.1 创建管理员用户

1.5.4.2 创建应用程序用户

1.5.4.3 创建只读用户

1.5.5 第三步：启用身份验证

1.5.5.1 方法一：命令行启动时启用

1.5.5.2 方法二：配置文件方式

1.5.6 第四步：使用用户身份连接

1.5.6.1 连接到MongoDB并认证

1.5.6.2 直接使用认证信息连接

1.5.7 第五步：用户管理操作

1.5.7.1 查看所有用户

1.5.7.2 修改用户信息

1.5.7.3 删除用户

1.5.8 实际应用场景

1.5.8.1 场景一：Web应用程序

1.5.8.2 场景二：数据分析系统

1.5.8.3 场景三：多租户系统

1.5.9 高级用户管理

1.5.9.1 创建自定义角色

1.5.9.2 用户权限验证

1.5.10 完整示例：搭建安全的MongoDB环境

步骤1：启动MongoDB

步骤2：创建管理员用户

步骤3：启用认证并重启

步骤4：创建应用程序用户

步骤5：测试连接

1.6 连接

1.7 实际应用示例

1.7.1 用户管理系统

1.7.2 博客系统

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