Python操作MongoDB数据库

写在之前

MongoDB 也是当下比较火的数据库之一，因为时代的发展需要 NoSQL，还是老办法，在本篇文章中呢，我先来介绍一下 MongoDB 数据库的安装运行和使用，以及用 Python 连接 MongoDB，下面就开始今天的学习。

MongoDB 简介

在这之前，我们先来了解一下什么是 NoSQL：

NoSQL 也就是 Not only SQL，指的是非关系型数据库，它是为了大规模 Web

应用而生的，它的特征诸如模式自由、支持简易复制、简单的 API、大容量数据等。

MongoDB 是 NoSQL 中的一种，选择它的原因是它具有如下特点：

面向文档存储。

对任何对象可索引。

复制和高可用性。

自动分片。

丰富的查询。

快速就地更新。

基于 MongoDB 的特点，它擅长的领域如下：

大数据。

内容管理和交付。

移动和社交基础设施。

数据平台。

如果大家感兴趣的话，也可以去学习其它的 NoSQL 数据库。

安装 MongoDB

这个和 MySQL 一样，你要使用它，首先就要安装。因为篇幅有限且每个人的操作系统都不一样，具体怎么安装，我不在这赘述，网上的教程很多，随便 Google 一下就是一大堆。

启动 MongoDB

安装完毕后就可以启动数据库。我在这里建立一个简单的库，并且捎带说明 MongoDB 的基本要点，目的在于为后面用 Python 来操作它做铺垫。在这我以 windows 为例，首先进入到 MongoDB 的交互模式下：

上图我截取了一部分，在 windows 的 cmd 中，进入到你安装 MongoDB 的目录下的 bin 文件夹中，运行 mongo.exe 进入到 MongoDB 交互模式。进入之后有点类似 MySQL 的状态。

在 MongoDB 中，有一个全局变量 db，使用哪个数据库，哪个数据库就会作为对象被赋值给这个全局变量 db。如果这个数据库不存在，就会被新建。

1 > use mydb
2 switched to db mydb
3 > db
4 mydb
5 >


除非是向这个数据库中增加实质性的内容，否则它是看不到的。

1 > show dbs
2 admin 0.000GB
3 config 0.000GB
4 local 0.000GB


向这个数据库中增加一些东西，MongoDB 的基本单元是「文档」。所谓的「文档」就是类似于 Python 中的字典，以「键/值对」的方式保存数据。

1 > book = {"title":"zero study python","author":"rocky","like":"python"}
2 { "title" : "zero study python", "author" : "rocky", "like" : "python" }
3 > db.books.insert(book)
4 WriteResult({ "nInserted" : 1 })
5 > db.books.find()
6 { "_id" : ObjectId("5bab28b6a1888724cb5ba515"), "title" : "zero study python", "
7 author" : "rocky", "like" : "python" }


db 指向了数据库 mydb，books 是这个数据库里面的一个集合（类似于 MySQL 中的表），向集合 books 里面插入了一个文档（文档对应 MySQL 里面的记录）。「数据库」、「集合」、「文档」构成了 MongoDB 数据库。

上面的操作有一个比较有意思的地方，并没有 create 之类的命令，用到数据库，就通过 use ，如果不存在就建立；用到集合，就通过 db. 来使用，如果没有就建立。可以总结为“随用，随取，随建立”，简单的一批。

1> show dbs
2 admin 0.000GB
3 config 0.000GB
4 local 0.000GB
5 mydb 0.000GB


当有了内容以后，就可以看到刚才用到的数据库 mydb 了。简单的使用就是这些，下面就来重头戏啦，毕竟我们是主学 Python 的啊。

安装 pymongo

要用 Python 来驱动 MongoDB，必须要安装驱动模块，即 pymongo，这个跟操作 MySQL 是类似的。安装方法推荐如下（windows 下）：

1 pip3 install pymongo


如果顺利就会看到最后的提示：

1 Installing collected packages: pymongo
2 Successfully installed pymongo-3.7.1


然后我们来看一下安装的版本号：

1 >>> import pymongo
2 >>> pymongo.version
3 '3.7.1'


上面 import pymongo 没有问题，证明一切都可以了。

Python 连接 MongoDB

既然 Python 驱动 MongoDB 的模块 pymongo 已安装完毕，那么接下来就是连接，即「建立连接对象」。

1 >>> import pymongo
2 >>> pymongo.Connection('localhost',27017)
3 Traceback (most recent call last):
4 File "", line 1, in
5 AttributeError: 'module' object has no attribute 'Connection'


竟然报错？？怎么回事？？明明很多书上都是这么写的，为啥会报错呢?一定要注意这里的坑！这个很版本有关系，我刚学的时候这里直接把我坑傻了。如何你用的是旧版本的 pymongo，比如 2.8 的，你仍然可以用上面的方法，但是你如果用的是新版本的，就得注意一下了，有时候不能盲目的相信书上的东西，因为会有些东西是会变的！

1 >>> dir(pymongo)


是时候请出我们的 dir 来了，看看哪些方法可用，因为结果太多我就不贴上来了，你可以自行在交互模式运行，运行的结果你会发现里面没有 Connection() 这个方法，但是发现有一个 MongoClient()，这是柳暗花明又一村。

1 >>> client = pymongo.MongoClient('localhost',27017)


随着上面这行代码的运行，Python 已经和 MongoDB 建立了连接。刚才我们已经建立了一个数据库 mydb，并且在这个库里面有一个集合 books，于是：

1 >>> mdb = client.mydb


或者是：

1 >>> mdb = client['mydb']


上面的代码获得了数据库 mydb，并赋值给变量 mdb。

1 >>> mdb.collection_names()
2 [u'books']


查看集合，发现了我们已经建立好的那个 books，于是再获取这个集合，并赋值给一个变量 books：

1 >>> books = mdb["books"]


或者是：

1 >>> books = mdb.books


接下来，我们就可以操作这个集合中的具体内容啦。

上面的 books 所引用的是一个 MongoDB 的集合对象，它跟前面学习过的其它对象一样，也有一些方法供我们使用。

编辑

1 >>> type(books)
2
3 >>> dir(books)


还是用我们的老朋友 dir() ，你在自己的交互模式下运行的结果会发现有很多的方法，这么多方法在这里我不会一一介绍，只是按照「增删改查」的常用功能介绍几种，大家可以用 help() 去查看每一种方法的使用说明。

1 >>> books.find_one()
2 {u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
3 rocky', u'title': u'zero study python'}


这里提醒大家注意的是，MongoDB 的 shell 中的命令与 pymongo 中的方法有时候会稍有差别，这个务必小心。

目前在集合 books 中只有一个文档，如果还想再增加，就需要进行「增删改查」的常规操作。

1.增加

1 >>> b2 = {"title":"physics","author":"leey","like":"English"}
2 >>> books.insert(b2)
3 ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30')


上面成功的向集合中增加一个文档。

1 >>> books.find().count()


这是查看当前集合有多少个文档的方式，返回值为 2，则说明集合中有两个文档，但还是要看看内容的：

1 >>> books.find_one()
2 {u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
3 rocky', u'title': u'zero study python'}


这个命令就不行，因为它只返回第一条，必须要：

1 >>> for i in books.find():
2 ... print(i)
3 ...
4 {u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
5 rocky', u'title': u'zero study python'}
6 {u'title': u'physics', u'_id': ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30'), u'like': u'
7 English', u'author': u'leey'}


在 books 引用的印象中有 find() 方法，它返回的是一个可迭代对象，包含着集合中所有的文档。

由于文档是「键/值对」，不一定每一个文档的结构都要一样。比如可以在集合中插入像下面这样的文档：

1 >>> books.insert({"name":"qwer"})
2 ObjectId('5badb9f1b2e7d42bccfb6b31')
3 >>> for i in books.find():
4 ... print(i)
5 ...
6 {u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
7 rocky', u'title': u'zero study python'}
8 {u'title': u'physics', u'_id': ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30'), u'like': u'
9 English', u'author': u'leey'}
10 {u'_id': ObjectId('5badb9f1b2e7d42bccfb6b31'), u'name': u'qwer'}


如果有多个文档，想同时插入到集合中，可以像下面这样做：

1 >>> n1 = {"title":"enter","name":"bash"}
2 >>> n2 = {"title":"code","name":"john"}
3 >>> n3 = {"title":"warner","name":"lisp"}
4 >>> n = [n1,n2,n3]
5 >>> n
6 [{'name': 'bash', 'title': 'enter'}, {'name': 'john', 'title': 'code'}, {'name':
7 'lisp', 'title': 'warner'}]
8
9
10 >>> books.insert(n)
11 [ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b32'), ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b33'), Obj
12 ectId('5badc702b2e7d42bccfb6b34')]


这样就完成了所谓的批量插入，查看一下文档个数：

1 >>> books.find().count()
2 6


这里需要提醒一下的是，批量插入的文档大小是有限制的，具体是多少没有碰到过，一般情况下或许达不到上限，如果遇到极端情况，那么就要多多注意啦。

2.查询

如果要查询的话，除了通过循环以外，能不能按照某个条件查询呢？比如查找 name = bash 的文档：

1 >>> books.find_one({"name":"bash"})
2 {u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b32'), u'name': u'bash', u'title': u'ent
3 er'}


对于查询结果，还可以进行排序：

1 >>> for i in books.find().sort("title",pymongo.ASCENDING):
2 ... print(i)
3 ...
4 {u'_id': ObjectId('5badb9f1b2e7d42bccfb6b31'), u'name': u'qwer'}
5 {u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b33'), u'name': u'john', u'title': u'cod
6 e'}
7 {u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b32'), u'name': u'bash', u'title': u'ent
8 er'}
9 {u'title': u'physics', u'_id': ObjectId('5badb7c8b2e7d42bccfb6b30'), u'like': u'
10 English', u'author': u'leey'}
11 {u'_id': ObjectId('5badc702b2e7d42bccfb6b34'), u'name': u'lisp', u'title': u'war
12 ner'}
13 {u'like': u'python', u'_id': ObjectId('5bab28b6a1888724cb5ba515'), u'author': u'
14 rocky', u'title': u'zero study python'}


这里按照 title 的升序排列的,注意 sort() 的第二个参数，意思是升序排列，如果按照降序的话，就需要将参数修改为 pymongo.DESCEDING。

如果你看到这里，请务必注意 MongoDB 中的每个文档，本质上都是 键/值 对的类字典结构，这种结构一经 Python 读出来，就可以用字典中的各种方法来操作。

你是否还能记起我们之前讲过的 Json，这个也是类字典格式。但是用 Python 从 MongoDB 中读到的类字典数据，却无法直接用 json.dumps() 方法操作。

3.更新

对于已有的数据库来说，更新数据是常用的操作。比如更新 name 为 lisp 的文档：

1 >>> books.update({"name":"lisp"},{"$set":{"title":"new physics","author":"lisp"}
2 })
3 {'updatedExisting': True, u'nModified': 1, u'ok': 1.0, u'n': 1}


在更新的时候，用了一个 $set 修改器，它可以用来指定键值，如果键不存在则创建。关于更多的修改器，如下所示（截图来源于网上）：

4.删除

删除可以用 remove() 方法：

1 >>> books.remove({"name":"bash"})
2 {u'ok': 1.0, u'n': 1}
3 >>> books.find_one({"name":"bash"})
4 >>>


这个是将整个文档全部删除。当然了，也可以根据 MongoDB 的语法规则写个条件,按照条件删除。

5.索引

索引的目的是为了让查询的速度更快，但是在实际应用中，是否建立索引要视情况而定，因为建立索引是有代价的。

1 >>> books.create_index([("title",pymongo.DESCENDING),])
2 u'title_-1'


写在之后

Python 操作 MongoDB 数据库的这篇文章仅仅是对 pymongo 模块做了一个非常简单的介绍，在实际的使用过程中，上面的知识其实是很有限的，所以还是需要大家根据具体应用场景再结合 MongoDB 的相关知识去尝试新的语句。