MongoDB CRUD操作完全指南：从入门到精通

在当今数据驱动的时代，数据库管理系统扮演着至关重要的角色。作为最受欢迎的NoSQL数据库之一，MongoDB以其灵活的数据模型、卓越的可扩展性和强大的查询能力赢得了开发者的青睐。本文将全面介绍MongoDB的核心操作——CRUD（创建、读取、更新、删除），帮助您掌握这一强大工具的基础与进阶用法。

第一部分：理解MongoDB的基本概念

1.1 MongoDB与传统关系型数据库的区别

MongoDB是一种文档型数据库，与传统的关系型数据库（如MySQL、PostgreSQL）有着显著不同：

数据模型：MongoDB使用灵活的JSON-like文档（BSON格式），而非固定的表结构
模式自由：不需要预先定义表结构，文档可以有不同的字段
扩展方式：更易于水平扩展（分片）
查询语言：使用丰富的查询API而非SQL

1.2 MongoDB的核心组件

数据库(Database)：数据的物理容器
集合(Collection)：相当于关系型数据库中的表
文档(Document)：相当于表中的行，但结构更灵活
字段(Field)：文档中的键值对

第二部分：创建操作(Create)

2.1 插入单个文档

insertOne()方法是向MongoDB集合中添加单个文档的基本方式：

db.users.insertOne({name: "张伟",age: 28,email: "zhangwei@example.com",address: {city: "北京",district: "海淀区"},interests: ["编程", "摄影", "旅行"],registrationDate: new Date()
});

最佳实践：

文档大小限制为16MB
插入时会自动创建_id字段作为主键
大文档应考虑GridFS

2.2 批量插入文档

insertMany()可以显著提高批量插入的效率：

db.products.insertMany([{name: "智能手机",price: 2999,stock: 100,category: "电子产品"},{name: "无线耳机",price: 399,stock: 200,category: "电子产品",features: ["蓝牙5.0", "降噪"]},{name: "编程书籍",price: 89,stock: 50,category: "图书"}
]);

性能考虑：

默认有序插入（出错时停止）
设置{ ordered: false }可实现无序插入，出错时继续
批量插入比单条插入效率高得多

2.3 插入策略与错误处理

try {const result = db.users.insertOne({name: "李娜",age: 32});print(`插入成功，文档ID: ${result.insertedId}`);
} catch (e) {print(`插入失败: ${e}`);
}

第三部分：读取操作(Read)

3.1 基础查询

find()方法是最常用的查询方式：

// 查询所有文档
db.users.find();// 带条件的查询
db.users.find({ age: { $gt: 25 } });// 限制返回字段
db.users.find({ age: { $lt: 30 } },{ name: 1, email: 1, _id: 0 }
);

3.2 高级查询技巧

比较运算符：

// $gt(大于), $gte(大于等于), $lt(小于), $lte(小于等于), $ne(不等于)
db.users.find({ age: { $gte: 20, $lte: 40 } });

逻辑运算符：

// $and, $or, $not, $nor
db.users.find({$or: [{ age: { $lt: 25 } },{ interests: "旅行" }]
});

数组查询：

// $in, $nin, $all, $elemMatch
db.users.find({ interests: { $all: ["编程", "摄影"] } });

3.3 聚合查询

MongoDB提供了强大的聚合框架：

db.orders.aggregate([{ $match: { status: "completed" } },{ $group: {_id: "$customerId",totalAmount: { $sum: "$amount" },averageAmount: { $avg: "$amount" },count: { $sum: 1 }}},{ $sort: { totalAmount: -1 } },{ $limit: 10 }
]);

第四部分：更新操作(Update)

4.1 基础更新

// 更新单个文档
db.users.updateOne({ name: "张伟" },{ $set: { age: 29 } }
);// 更新多个文档
db.products.updateMany({ category: "电子产品" },{ $inc: { price: 100 } }
);

4.2 更新操作符详解

$set：设置字段值
$unset：删除字段
$inc：增加数值
$push/$addToSet：数组操作
$pull：从数组移除元素

db.users.updateOne({ name: "张伟" },{$set: { "address.city": "上海" },$inc: { age: 1 },$push: { interests: "游泳" },$currentDate: { lastModified: true }}
);

4.3 数组更新技巧

// 更新数组特定元素
db.users.updateOne({ name: "张伟", "interests": "摄影" },{ $set: { "interests.$": "专业摄影" } }
);// 使用$[]更新所有数组元素
db.users.updateMany({ },{ $set: { "interests.$[]": "新兴趣" } }
);

第五部分：删除操作(Delete)

5.1 删除文档

// 删除单个文档
db.users.deleteOne({ name: "李娜" });// 删除多个文档
db.logs.deleteMany({ createdAt: { $lt: new Date("2020-01-01") } });

5.2 删除策略

考虑使用软删除（添加isDeleted标志）而非物理删除
大集合删除可能影响性能，建议在低峰期进行
删除前先查询确认

// 软删除示例
db.users.updateOne({ name: "张伟" },{ $set: { isDeleted: true, deletedAt: new Date() } }
);

第六部分：性能优化与最佳实践

6.1 索引优化

// 创建索引
db.users.createIndex({ email: 1 }, { unique: true });
db.users.createIndex({ "address.city": 1, age: -1 });// 查看查询执行计划
db.users.find({ age: { $gt: 25 } }).explain("executionStats");

6.2 批量操作

const bulkOps = [{ insertOne: { document: { name: "新用户1" } } },{ updateOne: { filter: { name: "张伟" }, update: { $inc: { age: 1 } } } },{ deleteOne: { filter: { name: "旧用户" } } }
];db.users.bulkWrite(bulkOps, { ordered: false });

6.3 事务处理

const session = db.getMongo().startSession();
session.startTransaction();try {const users = session.getDatabase("test").users;const orders = session.getDatabase("test").orders;users.insertOne({ name: "王强" });orders.insertOne({ userId: "王强", amount: 100 });session.commitTransaction();
} catch (error) {session.abortTransaction();throw error;
} finally {session.endSession();
}