MongoDB چیست و چه کاربرد هایی دارد؟ آموزش نصب MongoDB

با توجه به اهمیت روزافزون مدیریت داده‌ها در دنیای دیجیتال، ابزارهایی مانند MongoDB به یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای توسعه‌دهندگان و کسب‌وکارها تبدیل شده‌اند. در این راهنما، همه‌چیز درباره MongoDB، مزایای آن، کاربردها و مراحل نصب آن روی سیستم‌عامل‌های مختلف را بررسی خواهیم کرد. در نهایت هدف ما از نوشتن این مقاله این است که شما را با این پایگاه داده قدرتمند آشنا کنیم و قدم‌به‌قدم همراهی‌تان کنیم تا بتوانید از آن به بهترین شکل استفاده کنید.

فهرست مطالب

• MongoDB چیست؟
• چرا MongoDB یک پایگاه داده NoSQL است؟
• تاریخچه MongoDB
• چرا باید از MongoDB استفاده کنیم؟ مزایا و معایب
  • مزایا MongoDB
  • معایب MongoDB
• کاربردهای MongoDB
  • 1. مدیریت محتوا (Content Management)
  • 2. تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data Analytics)
  • 3. اینترنت اشیا (IoT)
  • 4. خدمات پرداخت (Payment Services)
  • 5. صنعت گیمینگ
  • 6. نمای واحد (Single View)
• MongoDB Atlas و Compass: ابزارهای کمکی
  • Atlas چیست؟
  • Compass چیست؟
• آموزش نصب MongoDB
  • نصب MongoDB روی ویندوز 10 و 11
  • نصب MongoDB روی لینوکس Ubuntu
• شروع کار با MongoDB: دستورات اولیه
• مقایسه MongoDB با سایر سیستم‌های پایگاه داده
• مقایسه با MySQL
• مقایسه با PostgreSQL
• مقایسه با Cassandra
• کدام پایگاه داده را انتخاب کنیم؟
• نتیجه‌گیری

MongoDB چیست؟

پیش از پرداختن به این دیتابیس، بهتر است اول درک کنیم که دیتابیس چیست. دیتابیس یا پایگاه داده، مجموعه‌ای سازمان‌یافته از داده‌هاست که به‌صورت دیجیتال ذخیره و مدیریت می‌شود. دیتابیس‌ها به ما امکان می‌دهند تا داده‌ها را به‌صورت کارآمد ذخیره، بازیابی و پردازش کنیم. آن‌ها در قلب بسیاری از برنامه‌ها، از وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌های موبایل گرفته تا سیستم‌های بانکی و تحلیل داده، قرار دارند. پایگاه داده‌ها می‌توانند رابطه‌ای (مانند MySQL) یا غیررابطه‌ای (مانند MongoDB) باشند، که هر یک برای نیازهای خاصی طراحی شده‌اند.

MongoDB یک پایگاه داده متن‌باز (Open-Source) و NoSQL است که به‌جای مدل سنتی جدول‌محور پایگاه داده‌های رابطه‌ای، از رویکرد سندگرا (Document-Oriented) استفاده می‌کند. در این سیستم، داده‌ها به‌صورت اسناد (Documents) ذخیره می‌شوند که شبیه به فرمت JSON یا BSON (نسخه باینری JSON) هستند. هر سند مجموعه‌ای از جفت‌های کلید-مقدار است و این اسناد در مجموعه‌ها (Collections) سازمان‌دهی می‌شوند.

برخلاف پایگاه داده‌های رابطه‌ای که نیاز به تعریف ساختار ثابت (Schema) دارند، MongoDB انعطاف‌پذیری بالایی ارائه می‌دهد. این یعنی شما می‌توانید داده‌هایی با ساختارهای متفاوت را بدون نگرانی به صورت Schema ذخیره کنید. این ویژگی باعث شده که این دیتابیس برای پروژه‌هایی که با داده‌های بزرگ، متغیر یا غیرساختاری سر و کار دارند، انتخابی ایده‌آل باشد.

چرا MongoDB یک پایگاه داده NoSQL است؟

عبارت NoSQL به معنای “Not Only SQL” است و به پایگاه داده‌هایی اشاره دارد که از ساختارهای سنتی جدول محور استفاده نمی‌کنند. MongoDB به‌عنوان یک پایگاه داده NoSQL، به شما اجازه می‌دهد داده‌ها را به‌صورت پویا و بدون نیاز به ساختار ثابت ذخیره کنید. این موضوع برای برنامه‌هایی که نیاز به مقیاس‌پذیری بالا یا تغییرات مداوم دارند، یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود.

تاریخچه MongoDB

MongoDB در سال 2007 توسط دوایت مری‌مان، الیوت هورویتز و کوین رایان در شرکت 10gen خلق شد. هدف اولیه آن‌ها، حل مشکلات مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری بود که در پروژه‌های بزرگ مانند DoubleClick با آن مواجه شده بودند. این پایگاه داده در سال 2009 به‌صورت متن‌باز منتشر شد و از آن زمان به یکی از پیشروهای حوزه NoSQL تبدیل شده است.

در سال 2013، شرکت 10gen به MongoDB Inc. تغییر نام داد و در سال 2017 به یک شرکت سهامی عام تبدیل شد. امروزه این دیتابیس بیش از 30 میلیون بار دانلود شده و توسط هزاران سازمان در سراسر جهان استفاده می‌شود.

چرا باید از MongoDB استفاده کنیم؟ مزایا و معایب

قبل از اینکه به سراغ کاربردها و نصب این دیتابیس برویم، بیایید نگاهی به نقاط قوت و ضعف آن بیندازیم تا بهتر درک کنیم چرا این ابزار تا این حد محبوب شده است.

مزایا MongoDB

1. انعطاف‌پذیری بالا: مدل سندگرا به شما اجازه می‌دهد داده‌ها را با ساختارهای مختلف ذخیره کنید، بدون اینکه نگران تعریف یک Schema ثابت باشید. این ویژگی برای پروژه‌های در حال توسعه یا با نیازهای متغیر عالی است.
2. مقیاس‌پذیری افقی: این دیتابیس از شاردینگ (Sharding) پشتیبانی می‌کند که به شما امکان می‌دهد با افزودن سرورهای جدید، ظرفیت سیستم را افزایش دهید. این یعنی می‌توانید به‌راحتی با رشد داده‌ها کنار بیایید.
3. عملکرد سریع: با استفاده از تکنیک‌هایی مثل همگام‌سازی (Replication) و شاردینگ، MongoDB می‌تواند داده‌ها را با سرعت بالا پردازش کند، حتی در حجم‌های عظیم.
4. پشتیبانی از زبان‌های متعدد: از پایتون و جاوا گرفته تا جاوا اسکریپت و C#، پایگاه داده MongoDB با اکثر زبان‌های برنامه‌نویسی سازگار است و این کار توسعه‌دهندگان را راحت‌تر می‌کند.
5. جامعه فعال و منابع غنی: MongoDB یک جامعه بزرگ دارد که دائماً آموزش‌ها، ابزارها و به‌روزرسانی‌هایی را ارائه می‌دهد.
6. هزینه مقرون‌به‌صرفه: نسخه Community آن رایگان است و حتی نسخه‌های تجاری (مانند MongoDB Atlas) با مدل پرداخت انعطاف‌پذیر عرضه می‌شوند.

معایب MongoDB

1. مصرف حافظه بالا: برای ارائه عملکرد سریع، این دیتابیس از حافظه زیادی استفاده می‌کند که ممکن است در سیستم‌های با منابع محدود چالش‌برانگیز باشد.
2. محدودیت اندازه اسناد: هر سند در این دیتابیس نمی‌تواند بزرگ‌تر از 16 مگابایت باشد، که برای برخی کاربردها محدودیت ایجاد می‌کند.
3. عدم پشتیبانی از تراکنش‌های پیچیده: در نسخه‌های اولیه، MongoDB از تراکنش‌های چندسندی (Multi-Document Transactions) پشتیبانی نمی‌کرد، اما این قابلیت از نسخه 4.0 اضافه شده است، هرچند هنوز به اندازه پایگاه داده‌های رابطه‌ای قوی نیست.

کاربردهای MongoDB

MongoDB به دلیل انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و عملکرد بالای خود، به یکی از محبوب‌ترین پایگاه‌های داده در دنیای مدرن تبدیل شده است. این پایگاه داده سندگرا (Document-Oriented) در صنایع و حوزه‌های مختلفی کاربرد دارد و شرکت‌های بزرگ جهانی از آن برای حل چالش‌های پیچیده استفاده می‌کنند.

1. مدیریت محتوا (Content Management)

سیستم‌های مدیریت محتوا (CMS) مانند وب‌سایت‌ها و بلاگ‌ها از داده‌های غیرساختاری زیادی استفاده می‌کنند. این دیتابیس با مدل سندگرا، گزینه‌ای عالی برای ذخیره و مدیریت این داده‌هاست.

2. تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data Analytics)

برای کسب‌وکارهایی که نیاز به تحلیل داده‌های بزرگ در لحظه دارند (مثل شبکه‌های اجتماعی یا اپلیکیشن‌های موبایل)، MongoDB با سرعت و مقیاس‌پذیری خود، انتخابی بی‌نظیر است.

3. اینترنت اشیا (IoT)

در IoT، داده‌ها با سرعت بالا تولید می‌شوند و اغلب ساختار ثابتی ندارند. MongoDB می‌تواند این داده‌ها را سریع ذخیره و تحلیل کند، به همین دلیل شرکت‌هایی مثل Bosch از آن استفاده می‌کنند.

4. خدمات پرداخت (Payment Services)

شرکت‌های پرداخت آنلاین از این دیتابیس برای مدیریت تراکنش‌ها و ارائه تجربه کاربری سریع و امن استفاده می‌کنند. این پایگاه داده زیرساخت همیشه‌فعالی را فراهم می‌کند.

5. صنعت گیمینگ

در صنعت بازی‌سازی و گیمینگ، MongoDB برای مدیریت پروفایل بازیکنان، امتیازات و داده‌های درون‌برنامه‌ای استفاده می‌شود. شرکت‌هایی مثل Sega از آن بهره می‌برند.

6. نمای واحد (Single View)

این دیتابیس می‌تواند داده‌ها را از منابع مختلف جمع‌آوری کرده و یک نمای یکپارچه از اطلاعات ارائه دهد، که در حوزه‌هایی مثل خدمات مالی و خرده‌فروشی بسیار کاربردی است.

MongoDB Atlas و Compass: ابزارهای کمکی

Atlas چیست؟

MongoDB Atlas یک سرویس ابری است که امکان اجرای MongoDB را در پلتفرم‌هایی مثل AWS، Google Cloud و Azure فراهم می‌کند. این ابزار با ارائه مقیاس‌پذیری خودکار، امنیت بالا و دسترسی جهانی، برای پروژه‌های مدرن بسیار مناسب است.

Compass چیست؟

MongoDB Compass یک رابط کاربری گرافیکی (GUI) است که به شما اجازه می‌دهد داده‌ها را به‌صورت بصری مدیریت کنید، کوئری بزنید و تحلیل انجام دهید. این ابزار رایگان و برای سیستم‌عامل‌های ویندوز، مک و لینوکس در دسترس است.

آموزش نصب MongoDB

حالا که با این دیتابیس و کاربردهایش آشنا شدید، بیایید به بخش عملی برویم و یاد بگیریم چگونه آن را روی سیستم خود نصب کنیم. در اینجا مراحل نصب روی ویندوز 10، ویندوز 11 و اوبونتو را توضیح می‌دهیم.

نصب MongoDB روی ویندوز 10 و 11

مراحل نصب در ویندوز 10 و 11 تقریباً یکسان است، پس آن‌ها را با هم بررسی می‌کنیم:

1. دانلود MongoDB:
   • به وب‌سایت رسمی MongoDB بروید و از بخش Products، گزینه Community Server را انتخاب کنید. نسخه مناسب سیستم‌عامل خود (Windows) را دانلود کنید.
   • نکته: ممکن است نیاز به تغییر IP داشته باشید اگر سایت با IP ایران باز نشود.
2. اجرای فایل نصب: فایل دانلودشده (معمولاً حدود 300 مگابایت) را از پوشه Downloads پیدا کنید و اجرا کنید. در صفحه اول، روی Next کلیک کنید.
3. پذیرش توافقنامه: گزینه I accept the terms in the License Agreement را تیک بزنید و به مرحله بعد بروید.
4. انتخاب نوع نصب: در این بخش دو گزینه خواهید دید:
   • Complete: نصب کامل MongoDB (پیشنهاد می‌شود).
   • Custom: نصب سفارشی برای تنظیمات خاص.
     گزینه Complete را انتخاب کنید و ادامه دهید.
5. تکمیل نصب: مراحل را دنبال کنید تا نصب تمام شود. پس از اتمام، می‌توانید MongoDB را از طریق خط فرمان یا Compass اجرا کنید.
6. تنظیم مسیر (اختیاری): برای دسترسی آسان‌تر، مسیر نصب (مثلاً C:\Program Files\MongoDB\Server\<version>\bin) را به متغیرهای محیطی (Environment Variables) ویندوز اضافه کنید.

نصب MongoDB روی لینوکس Ubuntu

نصب MongoDB روی لینوکس توزیع اوبونتو کمی متفاوت است و از خط فرمان استفاده می‌کند. برای نصب آن مراحل زیر را دنبال کنید:

1. به‌روزرسانی سیستم: ترمینال را باز کنید و دستور زیر را اجرا کنید تا پکت‌ها به‌روز شوند:

sudo apt update

2. نصب MongoDB: با دستور زیر، MongoDB را نصب کنید:

sudo apt install -y mongodb

3. بررسی وضعیت سرویس: برای مطمئن شدن از نصب صحیح، وضعیت سرویس را به کمک دستور زیر چک کنید:

sudo systemctl status mongodb

4. راه‌اندازی سرویس: اگر سرویس فعال نیست، آن را با این دستور فعال کنید:

sudo systemctl start mongodb

5. فعال‌سازی در بوت: برای اجرای خودکار MongoDB هنگام روشن شدن سیستم نیز دستور زیر را اضافه کنید:

sudo systemctl enable mongodb

شروع کار با MongoDB: دستورات اولیه

پس از نصب، بیایید با چند دستور پایه‌ای آشنا شویم تا کار با MongoDB را شروع کنیم:

ایجاد پایگاه داده:

use myDatabase

(اگر وجود نداشته باشد، به‌صورت خودکار ایجاد می‌شود.)

ایجاد مجموعه:

db.createCollection("myCollection")

درج اطلاعات:

db.myCollection.insertOne({ name: "Meli", age: 24 })

نمایش داده‌ها:

db.myCollection.find()

این دستورات فقط نقطه شروع هستند، اما شما را با محیط MongoDB آشنا می‌کنند.

مقایسه MongoDB با سایر سیستم‌های پایگاه داده

MongoDB با پایگاه داده‌های رابطه‌ای (RDBMS) مانند MySQL و PostgreSQL و همچنین سایر پایگاه‌های داده NoSQL مانند Cassandra تفاوت‌هایی اساسی دارد. در این بخش به شما کمک می‌کنیم تا با مقایسه ویژگی‌ها، ساختار و موارد استفاده این سیستم‌ها، درک بهتری از جایگاه MongoDB در دنیای مدیریت داده‌ها به دست آورید.

پایگاه داده‌های رابطه‌ای مانند MySQL و PostgreSQL از مدل جدول‌محور با Schema ثابت استفاده می‌کنند، در حالی که MongoDB با رویکرد سندگرا، انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهد. از جمله تفاوت های اصلی آنها می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• جدول در RDBMS (مانند جداول در MySQL یا PostgreSQL) معادل کالکشن در MongoDB است.
• ستون در RDBMS معادل فیلد در MongoDB است.
• سطر یا تاپل در RDBMS معادل داکیومنت در MongoDB است.
• پیوند جدول (JOIN) در RDBMS معادل داکیومنت تعبیه‌شده (Embedded Document) یا ارجاعات در MongoDB است.

برخلاف RDBMS که نیاز به تعریف Schema ثابت و انجام عملیات پیچیده JOIN برای ارتباط بین داده‌ها دارند، MongoDB با استفاده از اسناد JSON یا BSON امکان ذخیره‌سازی داده‌های غیرساختاری و پویا را فراهم می‌کند. این ویژگی برای برنامه‌هایی که نیاز به تغییرات مکرر در ساختار داده یا مقیاس‌پذیری افقی دارند، بسیار مناسب است.

مقایسه با MySQL

MySQL یک پایگاه داده رابطه‌ای متن‌باز است که به دلیل سادگی و پشتیبانی قوی از SQL، در بسیاری از برنامه‌های وب سنتی استفاده می‌شود. با این حال، MySQL برای داده‌های غیرساختاری یا پروژه‌هایی با حجم داده بالا و نیاز به مقیاس‌پذیری افقی ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشد، در این صورت MongoDB در چنین سناریوهایی برتری دارد. اما اگر پروژه شما به تراکنش‌های پیچیده و روابط قوی بین داده‌ها وابسته است، MySQL می‌تواند گزینه بهتری باشد.

مقایسه با PostgreSQL

پایگاه داده PostgreSQL، یکی دیگر از پایگاه‌های داده رابطه‌ای متن‌باز، به دلیل پشتیبانی از قابلیت‌های پیشرفته SQL، تراکنش‌های پیچیده و انطباق کامل با استانداردهای ACID، در پروژه‌های سازمانی محبوب است. PostgreSQL از داده‌های JSON پشتیبانی می‌کند، اما همچنان به Schema ثابت وابسته است و تغییر ساختار آن ممکن است زمان‌بر باشد. در مقابل، MongoDB با Schema پویا و امکان مقیاس‌پذیری افقی، برای برنامه‌هایی که نیاز به انعطاف‌پذیری بالا و پردازش داده‌های بزرگ دارند، مناسب‌تر است.

مقایسه با Cassandra

Cassandra یک پایگاه داده NoSQL توزیع‌شده است که برای مدیریت داده‌های بزرگ و توزیع‌شده با دسترسی بالا طراحی شده است. برخلاف MongoDB که از مدل سندگرا استفاده می‌کند، Cassandra از مدل ستونی (Column-Family) بهره می‌برد. Cassandra برای سناریوهایی که نیاز به نوشتن سریع داده‌ها و تحمل خطا (Fault Tolerance) دارند، عالی است، اما پیچیدگی بیشتری در مدل‌سازی داده دارد. MongoDB با زبان کوئری ساده‌تر و انعطاف‌پذیری در ساختار داده، برای توسعه‌دهندگانی که به دنبال سرعت در توسعه هستند، جذاب‌تر است.

برای درک بهتر تفاوت‌ها، جدول زیر ویژگی‌های کلیدی این دیتابیس‌ها را مقایسه می‌کند:

کدام پایگاه داده را انتخاب کنیم؟

انتخاب بین این پایگاه‌های داده به نیازهای پروژه شما بستگی دارد:

• اگر با داده‌های غیرساختاری یا پویا سر و کار دارید و مقیاس‌پذیری افقی برایتان اولویت دارد، MongoDB انتخابی عالی است.
• اگر به تراکنش‌های پیچیده و روابط قوی بین داده‌ها نیاز دارید، PostgreSQL یا MySQL مناسب‌تر هستند.
• برای سیستم‌های توزیع‌شده با نیاز به نوشتن سریع و تحمل خطا، Cassandra گزینه‌ای قوی است.

نتیجه‌گیری

MongoDB با انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و عملکرد بالای خود، یکی از بهترین ابزارها برای مدیریت داده‌ها در عصر دیجیتال است. چه بخواهید یک وب‌سایت پویا بسازید، داده‌های IoT را تحلیل کنید یا یک سیستم پرداخت امن راه‌اندازی کنید، MongoDB می‌تواند همراه شما باشد. در این مقاله، از تعریف و تاریخچه گرفته تا کاربردها و نصب آن را بررسی کردیم و امیدواریم این راهنما نقطه شروعی عالی برای سفر شما با MongoDB باشد.

اگر تازه‌کار هستید، پیشنهاد می‌کنیم با نصب نسخه Community شروع کنید و با ابزارهایی مثل Compass دست‌به‌کار شوید. نظرات و سؤالات خود را با ما در میان بگذارید تا در این مسیر همراه‌تان باشیم!

منبع: digitalocean.com