MongoDB

From 서울대학교 빅데이터 아카데미(빅데이터 프로그래밍) 문봉기 교수님 Lab 조교

1. MongoDB와 NoSQL

MongoDB는 문서지향(Document-Oriented)적 Cross-platform 데이터베이스
확장성과 성능이 뛰어나며, 대표적인 NoSQL Database
계층제어를 할 수 있는 데이터베이스

NoSQL?

NoSQL은 Not Only SQL의 약자로 기존 RDBMS의 한계를 극복하고자 고정된 스키마나 JOIN이 존재하지 않는 데이터베이스의 형태

기존 RDBMS와의 차이

RDBMS	MongoDB
Database	Database
Table	Collection
Tuple / Row	Document
Column	Key / Field
Table Join	Embedded Documents
Primary Key	Primary Key (_id)
Oracle DB, MySQL 등	MongoDB 등

Document

Document는 하나의 의미를 지닌 데이터로 기존 RDBMS에서는 주로 Record, Tuple 등의 형태로 불리는 단위
기존 RDMBS와의 가장 큰 차이는 고정된 스키마가 존재하지 않기 때문에 하나의 Collection(Table)에 포함되는 Document(Record)가 서로 다른 데이터를 가지는 것이 가능
Key-Value pair로 구성(BSON: JSON 구조와 유사)

{
    "_id": ObjectId("5bdd4d949b7e8a4674fa3014"),
	"name": "Lee",
	"age": 27,
	"address": "seoul",
    "favorite_movies": [
        {
            "id":1,
            "title":"Harry Potter and the Philosopher's Stone",
            "year": 2001
        },
        {
            "id":5,
            "title":"THe Fast and Furious",
            "year": 2009
        }
    ]
}

기존 RDBMS 대비 장점 및 단점

장점
- 고정된 스키마가 존재하지 않고, Document의 Value로 Document를 사용하는 것이 가능하기 때문에 기존 RDBMS에서 여러개의 Table로 구성하는 데이터를 하나의 Document로 구성하는 것이 가능
- 고정된 스키마가 존재하지 않기 때문에 어떠한 형태의 데이터라도 쉽게 저장하는 것이 가능하며, JSON 형태를 띄고 있어서 직관적이고 개발이 용이
- Replicate, Auto-Sharding 과 같은 기능을 통해 고가용성을 구현하기에 용이
단점
- RDBMS에 비해 정합성이 떨어져 금용, 결제 등에서는 부적합한 부분이 존재
- 기존 SQL을 모두 이전할 수 없어서 RDMBS에서 변경 시 별도의 작업이 필요
- 메모리 관리를 DBMS가 아닌 OS에 위임함에 따라 성능의 차이가 발생
- RDBMS의 Join이 없어 단일 Collection 내에서 모든 Query를 처리해야함에 따른 비효율성
- 최대 Document 사이즈가 제한되어있습니다.
- UPDATE 가 INSERT에 비해 현저히 느립니다.

2. MongoDB의 사용

MongoDB를 사용하는 2가지 방법

설치형 MongoDB를 Local 혹은 Server에 설치하여 사용
MongDB Atlas를 통해 Free Cluster를 생성하여 사용

MongoDB 직접 설치

직접 설치하기 위해서는 mongoDB 홈페이지를 통해 설치파일을 다운로드 하여 설치를 진행
MongoDB의 압축이 풀린 경로가 기본경로이며, OS 설정 및 다운로드 버전에 따라 경로는 상이
- Windows: C:\Users\**\Downloads\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.3\bin
- OSX: /Users/**/Downloads/mongodb-osx-x86_64-4.0.3/bin
Database 경로 지정하기
- MongoDB의 기본 Database 경로는 Windows는 C:\data\db OSX은 /data/db
- Database 경로가 존재하지 않으면 MongoDB를 실행할 때 에러 발생
- 기본 Database 경로를 생성해 주거나 아래 명령어를 통해 Database 경로를 실제 존재하는 경로로 지정
```
// Windows
"C:\Users\<USERNAME>\Downloads\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.3\bin\mongod.exe" --dbpath d:\test\mongodb\data
  
// OSX
~/Downloads/mongodb-osx-x86_64-4.0.3/bin/mongod --dbpath /test/mongodb/data
```

MongoDB 실행하기

// Windows
"C:\Users\<USERNAME>\Downloads\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.3\bin\mongo.exe"
  
// OSX
~/Downloads/mongodb-osx-x86_64-4.0.3/bin/mongo

MongoDB Atlas 활용하기

MongoDB 홈페이지 접속 및 회원 가입 https://www.mongodb.com/cloud 로 이동

Global Cluster Setting(Free Tier)
무료로 제공되는 M0를 선택

User 생성 및 IP Whitelist 작성

IP Whitelist 추가: 실습에서는 편하게 활용하기 위해서, 전체 Access를 열어주겠습니다.
실습 후에 활용하시는 용도에서는 꼭 이후에 삭제 해주시기 바랍니다.

삭제하는 방법 - IP Address 목록에서 DELETE버튼으로 삭제하시면 됩니다.
MongoDB Atlas URL 확인하기

MongoDB Shell

다운로드: 다음 화면에서 노트북에 맞는 운영체제를 선택합니다.
다운로드를 클릭합니다.
실행
바탕화면에 ‘mongo’라는 폴더를 생성하고, 해당 폴더에 다운로드 받은 파일 압축을 풉니다.
다운로드 페이지에서 Mongo Shell을 통해 connection을 맺는데 필요한 SVR connection string을 복사합니다.
윈도우 버튼을 클릭하고 cmd를 입력하여, 커멘드 창을 엽니다.
커멘드 창에 밑에 Windows 명령어를 (본인 노트북 세팅에 맞도록 일부 수정하세요) 입력하시면 됩니다.

Local MongoDB 접속 - 이번 실습에서는 진행하지 않습니다.

// Windows
"C:\Users\<USERNAME>\Desktop\mongo\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.3\bin\mongo.exe"

// OSX
~/Downloads/mongodb-osx-x86_64-4.0.3/bin/mongo

MongoDB Atlas 접속

// Windows
"C:\Users\<USERNAME>\Desktop\mongo\mongodb-win32-x86_64-2008plus-ssl-4.0.3\bin\mongo.exe" "mongodb+srv://[mongodb atlas url]" --username admin

// OSX
~/Downloads/mongodb-osx-x86_64-4.0.3/bin/mongo "mongodb+srv://[mongodb atlas url]" --username admin

암호입력 커멘드가 뜨면 admin 사용자의 암호값을 입력합니다.

올바른 암호 입력시, 클러스터에 성공적으로 연결된것을 확인할 수 있습니다.

MongoDB Shell 종료: Ctrl + D

오류 대응

Windows 에서 MongoDB 압축 해제 후 MSVCP140.dll 오류로 Shell이 실행되지 않는 경우
PC에 설치된 Visual Studio의 visual C++이 구버전인 경우에 발생
다음 주소에 접속하여 재배포 패키지를 다운로드 & 설치