MongoDB 入土刷题集

共计 5258 个字符，预计需要花费 14 分钟才能阅读完成。

🟢 一、初级（基础概念与 CRUD）

1. MongoDB 是什么类型的数据库？

答案：MongoDB 是一个 面向文档的 NoSQL 数据库，使用 BSON（Binary JSON）格式存储数据。

解析：与传统关系型数据库（如 MySQL）不同，MongoDB 不使用表和行，而是使用 集合（Collection） 和 文档（Document）。文档是键值对的集合，结构灵活，支持嵌套。

2. MongoDB 中的“集合”（Collection）相当于关系型数据库中的什么？

答案：相当于 表（Table）。

解析：集合是文档的容器，类似于关系型数据库中的表。但集合中的文档 不要求具有相同的结构（schema-less）。

3. 如何在 MongoDB 中创建一个数据库？

答案：使用 use <database_name> 命令。如果数据库不存在，MongoDB 会在首次插入数据时自动创建它。

示例：

use mydb
db.myCollection.insertOne({name: "Alice"})

此时 mydb 数据库被真正创建。

4. 如何查看当前所有数据库？

答案：show dbs

注意：刚 use 一个新数据库但未插入数据时，show dbs 不会显示它。

5. 插入一条文档到集合 `users` 中，字段为 `{name: "Tom", age: 25}`。

答案：

db.users.insertOne({name: "Tom", age: 25})

解析：insertOne() 插入单个文档；也可用 insertMany() 插入多个。

6. 查询 `users` 集合中所有文档。

答案：

db.users.find()

或格式化输出：

db.users.find().pretty()

7. 查询 `users` 中 `age` 大于 20 的用户。

答案：

db.users.find({age: { $gt: 20} })

解析：$gt 是比较操作符，表示“大于”。

8. 更新 `users` 中 `name` 为 “Tom” 的用户，将其 `age` 改为 26。

答案：

db.users.updateOne({name: "Tom"}, {$set: { age: 26} })

注意：必须使用 $set，否则会 替换整个文档。

9. 删除 `users` 中 `age` 小于 18 的所有用户。

答案：

db.users.deleteMany({age: { $lt: 18} })

10. MongoDB 文档的主键字段叫什么？由谁生成？

答案：字段名为 _id，默认由 MongoDB 自动生成一个 ObjectId（12 字节唯一标识）。

解析：_id 是唯一索引，不可重复。用户也可自定义 _id 值（如字符串、数字等）。

11. ObjectId 由哪几部分组成？

答案：共 12 字节，包含：

4 字节：时间戳（秒）
3 字节：机器标识
2 字节：进程 ID
3 字节：计数器

用途：可从 ObjectId 反推文档创建时间。

12. 如何查看集合 `users` 的索引？

答案：

db.users.getIndexes()

13. 如何为 `users` 集合的 `name` 字段创建索引？

答案：

db.users.createIndex({name: 1})

1 表示升序，-1 表示降序。

14. MongoDB 默认是否区分大小写进行字符串查询？

答案：是，默认区分大小写。

示例：{name: "alice"} 不会匹配 "Alice"。

解决：使用正则表达式或文本索引实现不区分大小写。

15. 如何退出 MongoDB Shell？

答案：输入 exit 或按 Ctrl + D。

🟡 二、中级（查询进阶、聚合、索引、数据建模）

16. 使用聚合管道（Aggregation Pipeline）统计 `users` 中每个年龄段的人数。

答案：

db.users.aggregate([
  {$group: { _id: "$age", count: { $sum: 1} } }
])

解析：$group 按 age 分组，$sum: 1 表示每条文档计数 1。

17. 如何查询嵌套文档？例如文档为 `{name: "Bob", address: { city: "Beijing"} }`，查询北京用户。

答案：

db.users.find({"address.city": "Beijing"})

注意：嵌套字段需用点号 . 引用。

18. 如何查询数组字段包含特定值？例如 `tags: ["news", "tech"]`，查询包含 “tech” 的文档。

答案：

db.articles.find({tags: "tech"})

或使用 $in：

db.articles.find({tags: { $in: ["tech"] } })

19. `$lookup` 在聚合中有什么作用？

答案：实现 左外连接（left outer join），用于关联两个集合。

示例：将 orders 与 customers 关联：

db.orders.aggregate([
  {
    $lookup: {
      from: "customers",
      localField: "customerId",
      foreignField: "_id",
      as: "customerInfo"
    }
  }
])

20. 什么是复合索引？何时使用？

答案：对多个字段创建的索引，如 {name: 1, age: -1}。

使用场景：当查询条件包含多个字段时，复合索引可大幅提升性能。

注意：遵循 最左前缀原则。

21. 解释 `db.collection.explain("executionStats")` 的作用。

答案：显示查询的执行计划和性能统计，包括：

是否使用索引（IXSCAN vs COLLSCAN）
扫描文档数（totalDocsExamined）
返回文档数（nReturned）

用途：用于查询优化。

22. 什么是“覆盖查询”（Covered Query）？

答案：查询所需的所有字段都包含在索引中，MongoDB 无需回表读取文档，直接从索引返回结果。

示例：

// 索引：{name: 1, age: 1}
db.users.find({name: "Tom"}, {_id: 0, name: 1, age: 1})

此查询是覆盖查询。

23. 如何限制查询结果数量？如只取前 5 条。

答案：

db.users.find().limit(5)

24. 如何跳过前 10 条结果，用于分页？

答案：

db.users.find().skip(10).limit(10)

注意：skip + limit 在大数据量下性能差，建议用 基于游标的分页（如 _id > lastId）。

25. 什么是 TTL 索引？如何创建？

答案：TTL（Time-To-Live）索引可自动删除过期文档，常用于日志、会话管理。

创建：

db.logs.createIndex({createdAt: 1}, {expireAfterSeconds: 3600})

文档在 createdAt 时间后 1 小时自动删除。

26. 解释 `$unwind` 聚合阶段的作用。

答案：将数组字段“展开”为多条文档。

示例：

// 原文档：{_id: 1, items: ["A", "B"] }
db.orders.aggregate([{ $unwind: "$items"}])
// 输出两条：{_id:1, items:"A"}, {_id:1, items:"B"}

27. 如何在更新时“upsert”（不存在则插入）？

答案：在 updateOne 或 updateMany 中设置 upsert: true。

db.users.updateOne({ name: "NewUser"},
  {$set: { age: 30} },
  {upsert: true}
)

28. 什么是“原子性”？MongoDB 的写操作是否原子？

答案：MongoDB 单文档写操作是原子的，但跨文档操作不是。

建议：通过嵌入文档或事务（4.0+）保证多文档一致性。

29. 如何查看 MongoDB 版本？

答案：

db.version()

或 shell 启动时显示。

30. 解释 `mongod` 和 `mongo` 的区别。

答案：

mongod：MongoDB 数据库服务进程（daemon）
mongo（旧）或 mongosh（新）：客户端 Shell 工具

🔴 三、高级（事务、分片、复制、性能调优、安全）

31. MongoDB 从哪个版本开始支持多文档事务？

答案：4.0 版本（仅限副本集），4.2 版本 扩展到分片集群。

注意：事务有性能开销，应谨慎使用。

32. 如何在 MongoDB 中开启一个事务？

答案（Node.js 示例）：

const session = client.startSession();
try {await session.withTransaction(async () => {await db.users.updateOne({ _id: 1}, {$inc: { balance: -100} }, {session});
    await db.users.updateOne({_id: 2}, {$inc: { balance: 100} }, {session});
  });
} finally {await session.endSession();
}

33. 什么是副本集（Replica Set）？作用是什么？

答案：副本集是一组维护 相同数据集 的 MongoDB 实例，提供：

高可用（自动故障转移）
数据冗余
读扩展（可从 secondary 读）

组成：1 个 Primary + 多个 Secondary +（可选）Arbiter。

34. 什么是分片（Sharding）？何时需要分片？

答案：分片是将数据 水平拆分 到多个服务器（shard）的技术。

适用场景：

数据量 > 单机存储容量
写入吞吐量 > 单机处理能力

组件：Shard、Config Server、Mongos（路由）。

35. 如何选择分片键（Shard Key）？

答案：好的分片键应满足：

高基数（值多样）
高写分布（避免热点）
查询常用（避免 scatter-gather）

避免：单调递增字段（如 ObjectId、时间戳）作为分片键。

36. 解释“读偏好”（Read Preference）。

答案：控制客户端从副本集的哪个节点读取数据：

primary（默认）
primaryPreferred
secondary
secondaryPreferred
nearest

用途：负载均衡、降低主节点压力。

37. 什么是“写关注”（Write Concern）？

答案：控制写操作的确认级别，例如：

{w: 1}        // 默认，主节点确认
{w: "majority"} // 大多数副本确认
{j: true}     // 写入日志（journal）

权衡：更高的写关注 = 更强一致性，但更低性能。

38. 如何备份 MongoDB 数据？

答案：常用方法：

mongodump / mongorestore（逻辑备份）
文件系统快照（需启用 journal）
Ops Manager / Cloud Manager（企业级）

示例：

mongodump --db mydb --out /backup/

39. 什么是“oplog”？它在副本集中起什么作用？

答案：oplog（operations log）是一个 固定集合，记录所有数据修改操作。

作用：Secondary 节点通过 复制 oplog 来同步 Primary 的数据变更。

40. 如何监控 MongoDB 性能？

答案：工具包括：

db.currentOp()：查看当前操作
db.killOp()：终止慢查询
MongoDB Atlas / Ops Manager（可视化）
Prometheus + MongoDB Exporter

41. 解释“存储引擎”（Storage Engine）。MongoDB 默认使用哪个？

答案：存储引擎管理数据在磁盘上的存储方式。

WiredTiger（默认，3.2+）：支持文档级并发、压缩、事务
MMAPv1（旧版，已弃用）

42. 如何启用 MongoDB 认证（Authentication）？

答案：

启动 mongod 时添加 --auth
创建管理员用户：

   use admin
   db.createUser({user: "admin", pwd: "123456", roles: ["root"] })

客户端连接时使用 -u -p 参数。

43. 什么是“角色”（Role）？列举几个内置角色。

答案：角色定义用户权限。内置角色包括：

read / readWrite（数据库级）
dbAdmin（管理集合）
userAdmin（管理用户）
root（超级用户）

44. 如何优化一个慢查询？

答案：步骤：

使用 explain("executionStats") 分析
检查是否全表扫描（COLLSCAN）
为查询字段添加合适索引
避免 $where、$regex（非前缀）
考虑数据模型重构（如嵌入 vs 引用）

45. MongoDB 是否支持 JOIN？如何实现多表关联？

答案：MongoDB 不支持 SQL 式 JOIN，但可通过以下方式实现关联：

嵌入文档（Embedding）：适合一对少、数据不常变
引用 ID（Referencing）+ 应用层多次查询
聚合 $lookup：适合偶尔关联，性能低于嵌入

原则： 以读写模式驱动数据建模，而非范式。

✅ 总结

难度	题数	覆盖知识点
初级	15	基础概念、CRUD、索引、ObjectId
中级	15	聚合、嵌套查询、复合索引、分页、TTL、upsert
高级	15	事务、副本集、分片、安全、性能调优、备份

💡 建议：

初学者先掌握初级 + 中级

面试 / 生产环境需重点掌握高级部分（尤其事务、分片、性能）

动手实践：使用 MongoDB Atlas 免费集群练习

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