概述
MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。
数据模型
一个MongoDB 实例可以包含一组数据库，一个DataBase 可以包含一组Collection（集合），一个集合可以包含一组Document（文档）。一个Document包含一组field（字段），每一个字段都是一个key/value pair。
key: 必须为字符串类型。
value：可以包含如下类型。
1、基本类型，例如，string，int，float，timestamp，binary 等类型。
2、一个document。
3、数组类型。
基本概念
（1）文档
文档是 MongoDB 中数据的基本单位，类似于关系数据库中的行（但是比行复杂）。多个键及其关联的值有序地放在一起就构成了文档。不同的编程语言对文档的表示方法不同，在JavaScript 中文档表示为：
{“greeting”:“hello,world”}
这个文档只有一个键“greeting”，对应的值为“hello,world”。多数情况下，文档比这个更复杂，它包含多个键/值对。例如：
{“greeting”:“hello,world”,“foo”: 3}
文档中的键/值对是有序的，下面的文档与上面的文档是完全不同的两个文档。
{“foo”: 3 ,“greeting”:“hello,world”}
文档中的值不仅可以是双引号中的字符串，也可以是其他的数据类型，例如，整型、布尔型等，也可以是另外一个文档，即文档可以嵌套。文档中的键类型只能是字符串。
（2）集合
集合就是一组文档，类似于关系数据库中的表。集合是无模式的，集合中的文档可以是各式各样的。例如，{“hello,word”:“Mike”}和{“foo”: 3}，它们的键不同，值的类型也不同，但是它们可以存放在同一个集合中，也就是不同模式的文档都可以放在同一个集合中。既然集合中可以存放任何类型的文档，那么为什么还需要使用多个集合？这是因为所有文档都放在同一个集合中，无论对于开发者还是管理员，都很难对集合进行管理，而且这种情形下，对集合的查询等操作效率都不高。所以在实际使用中，往往将文档分类存放在不同的集合中，例如，对于网站的日志记录，可以根据日志的级别进行存储，Info级别日志存放在Info 集合中，Debug 级别日志存放在Debug 集合中，这样既方便了管理，也提供了查询性能。但是需要注意的是，这种对文档进行划分来分别存储并不是MongoDB 的强制要求，用户可以灵活选择。
可以使用“.”按照命名空间将集合划分为子集合。例如，对于一个博客系统，可能包括blog.user 和blog.article 两个子集合，这样划分只是让组织结构更好一些，blog 集合和blog.user、blog.article 没有任何关系。虽然子集合没有任何特殊的地方，但是使用子集合组织数据结构清晰，这也是MongoDB 推荐的方法。
（3）数据库
MongoDB 中多个文档组成集合，多个集合组成数据库。一个MongoDB 实例可以承载多个数据库。它们之间可以看作相互独立，每个数据库都有独立的权限控制。在磁盘上，不同的数据库存放在不同的文件中。MongoDB 中存在以下系统数据库。
● Admin 数据库：一个权限数据库，如果创建用户的时候将该用户添加到admin 数据库中，那么该用户就自动继承了所有数据库的权限。
● Local 数据库：这个数据库永远不会被复制，可以用来存储本地单台服务器的任意集合。
● Config 数据库：当MongoDB 使用分片模式时，config 数据库在内部使用，用于保存分片的信息。
集群实战
mongodb 的集群方式主要分为三种Replica Set / Sharding / Master-Slaver ，本文主要讲述通过Replica Set搭建集群
Replica Set中文翻译叫做副本集。其实简单来说就是集群当中包含了多份数据，保证主节点挂掉了，备节点能继续提供数据服务，提供的前提就是数据需要和主节点一致。如下图：
Mongodb(M)表示主节点，Mongodb(S)表示备节点，Mongodb(A)表示仲裁节点。主备节点存储数据(M,S)，仲裁节点不存储数据。客户端同时连接主节点与备节点，不连接仲裁节点。
默认设置下，主节点提供所有增删查改服务，备节点不提供任何服务。但是可以通过设置使备节点提供查询服务，这样就可以减少主节点的压力，当客户端进行数据查询时，请求自动转到备节点上。这个设置叫做Read Preference Modes，同时Java客户端提供了简单的配置方式，可以不必直接对数据库进行操作。
仲裁节点是一种特殊的节点，它本身并不存储数据，主要的作用是决定哪一个备节点在主节点挂掉之后提升为主节点，所以客户端不需要连接此节点。这里虽然只有一个备节点，但是仍然需要一个仲裁节点来提升备节点级别。
开始搭建，需准备三台计算机，小伙伴些可以自行准备对应的虚拟机或使用docker，这里略过虚拟机安装过程
1、将三台计算机同时下载,解压安装文件
cd opt 上传安装包，然后解压
tar zxf mongodb-linux-x86_64-4.0.10.tgz
2、同时创建mongodb数据文件夹
1）mkdir -p /opt/mongodb/data/master
2）mkdir -p /opt/mongodb/data/slaver
3）mkdir -p /opt/mongodb/data/arbiter
#三个目录分别对应主，备，仲裁节点
3、建立配置文件(M,S,A)
（一） 主节点配置文件
#master.conf
dbpath=/mongodb/data/master
logpath=/mongodb/log/master.log
pidfilepath=/mongodb/master.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=10.10.148.130
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
（二） 从节点配置文件
#slaver.conf
dbpath=/mongodb/data/slaver
logpath=/mongodb/log/slaver.log
pidfilepath=/mongodb/slaver.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=10.10.148.131
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
（三） 仲裁节点配置文件
#arbiter.conf
dbpath=/mongodb/data/arbiter
logpath=/mongodb/log/arbiter.log
pidfilepath=/mongodb/arbiter.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=10.10.148.132
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
参数解释：
dbpath：数据存放目录
logpath：日志存放路径
pidfilepath：进程文件，方便停止mongodb
directoryperdb：为每一个数据库按照数据库名建立文件夹存放
logappend：以追加的方式记录日志
replSet：replica set的名字
bind_ip：mongodb所绑定的ip地址
port：mongodb进程所使用的端口号，默认为27017
oplogSize：mongodb操作日志文件的最大大小。单位为Mb，默认为硬盘剩余空间的5%
fork：以后台方式运行进程
noprealloc：不预先分配存储
4、相继启动mongod 或者安装mongo服务
进入每个mongodb节点的bin目录下(配置文件路径有更改请自行更改下面命令）
./bin/mongod -f master.conf
./bin/mongod -f slaver.conf
./bin/mongod -f arbiter.conf
5、配置主，备，仲裁节点
可以通过客户端连接mongodb，也可以直接在三个节点中选择一个连接mongodb。
./bin/mongo 192.168.13.131:27017 #ip和port是某个节点的地址
>use admin
>cfg={ _id:"testrs", members:[ {_id:0,host:'10.10.148.130:27017',priority:2}, {_id:1,host:'10.10.148.131:27017',priority:1}, {_id:2,host:'10.10.148.132:27017',arbiterOnly:true}] }; >rs.initiate(cfg)
cfg是可以任意的名字，当然最好不要是mongodb的关键字，conf，config都可以。最外层的_id表示replica set的名字，members里包含的是所有节点的地址以及优先级。优先级最高的即成为主节点，即这里的10.10.148.130:27017。
特别注意的是，对于仲裁节点，需要有个特别的配置——arbiterOnly:true。这个千万不能少了，不然主备模式就不能生效。
6、测试配置是否成功
配置的生效时间根据不同的机器配置会有长有短，配置不错的话基本上十几秒内就能生效，有的配置需要一两分钟。
如果生效了，执行rs.status()命令会看到如下信息：
{
"set" : "testrs",
"date" : ISODate("2013-01-05T02:44:43Z"),
"myState" : 1,
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "10.10.148.130:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 200,
"optime" : Timestamp(1357285565000, 1),
"optimeDate" : ISODate("2013-01-04T07:46:05Z"),
"self" : true
},
{
"_id" : 1,
"name" : "10.10.148.131:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 200,
"optime" : Timestamp(1357285565000, 1),
"optimeDate" : ISODate("2013-01-04T07:46:05Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2013-01-05T02:44:42Z"),
"pingMs" : 0
},
{
"_id" : 2,
"name" : "10.10.148.132:27017",
"health" : 1,
"state" : 7,
"stateStr" : "ARBITER",
"uptime" : 200,
"lastHeartbeat" : ISODate("2013-01-05T02:44:42Z"),
"pingMs" : 0
}
],
"ok" : 1
}
正在进行配置提示："stateStr" : "RECOVERING"