MongoDB文档型数据库原理与文件系统

"数据库系统原理与开发-文档型数据库-2.pdf" 本文档主要探讨的是文档型数据库，特别是MongoDB的原理和使用。文档型数据库是一种非关系型数据库，其核心特性是面向集合和模式自由。数据以文档的形式组织，每个文档包含一系列键值对，键是字符串，值可以是各种数据类型，包括数组和文档本身。 在MongoDB中，文档是基本的数据单元，它们被组织成集合，类似于关系数据库中的表，但无需预先定义模式。每个集合内的文档可以有各自不同的结构，这给予了数据库极大的灵活性。MongoDB实例可以支持多个独立的数据库，每个数据库包含多个集合，并具有各自的权限设置。 数据库的物理存储结构方面，MongoDB的数据文件默认位于/daba/db目录下，每个数据库包含一个.ns文件和多个数据文件，如test.ns、test.0、test.1等。数据文件采用预分配空间的策略，每次扩展是前一个文件大小的两倍，最大为2GB。命名空间文件（如test.ns）存储了集合和索引的元数据信息。 举例来说，当创建一个名为“test”的数据库并插入数据时，会在dbpath指定的目录（如/data/db）下生成一系列数据文件，文件名基于数据库名称加上序列号。这些数据文件按需扩展，初始大小为16MB，然后依次为32MB、64MB等，直到达到2GB的最大限制。每个数据文件由多个数据块（extent）组成，extent用于存储集合数据或索引。每个集合在namespace文件中只保存第一个extent的位置，而其余extent通过链表链接。 MongoDB的这种设计允许快速的读写操作，因为数据分块存储并支持动态扩展。然而，它并不自动回收已释放的磁盘空间，这可能需要用户手动进行空间管理。MongoDB提供了一种高效、灵活的文档存储方式，适用于处理半结构化和结构化数据的场景。