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免费下载 MongoDB：详细安装步骤解析

序言：拥抱NoSQL的魅力——MongoDB

在数据爆炸式增长的今天，传统的关系型数据库（RDBMS）在处理海量非结构化或半结构化数据时，有时会显得力不从心。这时，NoSQL（Not Only SQL）数据库以其灵活的架构、高扩展性和高性能，成为了现代应用开发的热门选择。而在这众多NoSQL数据库中，MongoDB无疑是璀璨的明星之一。

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库，由C++语言编写。它采用文档模型（Document-Oriented），将数据存储为类似于JSON格式的BSON（Binary JSON）文档，这种模式天生与现代面向对象编程语言的数据结构高度契合，极大地简化了开发流程。MongoDB以其卓越的性能、高可用性和易于扩展的特性，被广泛应用于各类互联网应用、大数据分析、物联网等领域。

本篇文章旨在为所有渴望学习和使用MongoDB的开发者、数据科学家、系统管理员乃至普通技术爱好者，提供一份从免费下载到详细安装、初步配置及验证的全面指南。我们将深入探讨在Windows、macOS和Linux（以Ubuntu为例）三大主流操作系统上的安装步骤，确保您能顺利搭建起自己的MongoDB环境。

第一章：MongoDB Community Edition——免费的强大力量

MongoDB提供两个主要版本：MongoDB Community Edition 和 MongoDB Enterprise Edition。对于大多数个人开发者、小型团队和学习用途而言，MongoDB Community Edition 是完全免费且功能强大的选择。它包含了MongoDB的核心功能，足以满足绝大多数开发需求。Enterprise Edition则在此基础上增加了高级安全特性、内存存储引擎、企业级支持等，主要面向大型企业和有严格合规性要求的场景。

因此，我们的安装指南将聚焦于免费的 MongoDB Community Edition。

1.1 下载前的准备

在开始下载和安装之前，请确保您的系统满足以下基本要求：

  • 操作系统版本： 确保您的Windows、macOS或Linux发行版在MongoDB支持的范围内。通常，最新几个版本的操作系统都能良好支持。
  • 系统资源： 至少2GB RAM，双核CPU及以上。存储空间视您未来的数据量而定，安装文件本身不会占用太多空间。
  • 网络连接： 稳定的互联网连接，用于下载安装包和依赖。
  • 管理员权限： 多数安装步骤需要管理员或root权限。
  • 基本命令行知识： 对于macOS和Linux用户尤其重要，您需要熟悉终端操作。

第二章：MongoDB在Windows上的详细安装

Windows平台上的MongoDB安装过程相对友好，主要通过MSI安装向导完成。

2.1 下载MongoDB Community Server

  1. 访问官方下载页面： 打开您的浏览器，访问MongoDB的官方下载中心：https://www.mongodb.com/try/download/community
  2. 选择版本和平台：
    • 在”Version”下拉菜单中，选择您希望安装的最新稳定版本（例如：6.0, 7.0）。建议选择较新的稳定版本以获取最新功能和性能优化。
    • 在”Platform”下拉菜单中，选择”Windows x64″。
    • 在”Package”下拉菜单中，选择”MSI”。
  3. 开始下载： 点击”Download”按钮，下载MongoDB Community Server的MSI安装程序。文件大小通常在几百MB。

2.2 运行MSI安装程序

下载完成后，找到下载的mongodb-windows-x86_64-*.msi文件，双击运行。

  1. 欢迎界面： 出现”Welcome to the MongoDB Community Server Setup Wizard”界面，点击”Next”。
  2. 许可协议： 勾选”I accept the terms in the License Agreement”，然后点击”Next”。
  3. 安装类型：
    • Complete (完整安装)： 推荐大多数用户选择此项。它会安装所有MongoDB程序文件、必要的工具以及MongoDB Compass图形用户界面工具。
    • Custom (自定义安装)： 如果您对安装路径、安装组件有特殊要求，可以选择此项。对于初学者，建议选择”Complete”。
    • 此处我们以”Complete”安装为例，点击”Next”。
  4. 服务配置： 这一步至关重要，决定了MongoDB服务器如何运行。
    • Run service as Network Service user (推荐)： 默认选项，MongoDB服务将以低权限的系统网络服务账户运行，这是出于安全考虑的最佳实践。
    • Run service as a local or domain user (不推荐初学者使用)： 如果您需要MongoDB服务以特定用户身份运行，通常在企业环境中会用到。
    • Service Name (服务名称)： 默认是MongoDB。如果您需要在同一台机器上运行多个MongoDB实例，可以更改此名称。
    • Data Directory (数据目录)： 这是MongoDB存储所有数据文件的位置。默认路径通常是C:\Program Files\MongoDB\Server\<版本号>\data。强烈建议将其更改到一个专门的、非系统盘的路径，例如 D:\mongodb\data。 这样做的好处是：
      • 避免与操作系统文件混合，便于管理。
      • 如果C盘空间不足，不会影响MongoDB的运行。
      • 重装系统时，数据更容易保留。
    • Log Directory (日志目录)： 这是MongoDB存储日志文件的位置。默认路径通常是C:\Program Files\MongoDB\Server\<版本号>\log。同样，建议将其更改到一个专门的、非系统盘的路径，例如 D:\mongodb\log。
    • 记住您设置的Data Directory和Log Directory路径，后续可能会用到。
    • 配置完毕后，点击”Next”。
  5. 安装MongoDB Compass： MongoDB Compass是一个官方提供的图形化用户界面（GUI）工具，用于管理和可视化MongoDB数据，非常实用。
    • 勾选”Install MongoDB Compass” (推荐勾选)。
    • 点击”Next”。
  6. 开始安装： 点击”Install”按钮，安装程序将开始复制文件并配置服务。您可能需要同意用户账户控制（UAC）提示。
  7. 完成安装： 安装过程可能需要几分钟。完成后，点击”Finish”退出安装向导。

2.3 验证安装和配置环境变量

安装完成后，我们需要验证MongoDB是否正确安装并运行。

  1. 检查MongoDB服务状态：
    • 按下Win + R，输入services.msc，回车打开服务管理器。
    • 在服务列表中找到名为MongoDB（或您自定义的名称）的服务。
    • 确保其”状态”为”正在运行”，”启动类型”为”自动”。如果未运行，您可以尝试右键点击，选择”启动”。
  2. 验证mongod和mongo命令：
    • MongoDB安装程序通常会自动将MongoDB的可执行文件路径添加到系统的Path环境变量中。这个路径通常是 C:\Program Files\MongoDB\Server\<版本号>\bin。
    • 打开命令提示符（cmd）或PowerShell。
    • 输入 mongod --version，回车。如果看到MongoDB服务器的版本信息，说明mongod（MongoDB数据库服务器进程）已正确安装且路径配置正确。
    • 输入 mongo --version，回车。如果看到MongoDB Shell的版本信息，说明mongo（MongoDB命令行客户端）也已正确安装。
    • 如果出现”command not found”或类似错误：
      • 这表示MongoDB的可执行文件路径未添加到Path环境变量中。您需要手动添加。
      • 右键点击”此电脑” -> “属性” -> “高级系统设置” -> “环境变量”。
      • 在”系统变量”下找到Path变量，双击编辑。
      • 点击”新建”，然后添加MongoDB的bin目录路径（例如 C:\Program Files\MongoDB\Server\7.0\bin）。
      • 点击”确定”保存所有更改。
      • 重要： 关闭所有已打开的命令提示符或PowerShell窗口，然后重新打开一个，再次尝试 mongod --version 和 mongo --version。

2.4 连接到MongoDB

  1. 使用MongoDB Shell：
    • 打开命令提示符或PowerShell。
    • 输入 mongo，回车。如果一切正常，您将看到连接信息，并进入MongoDB Shell提示符 >。
    • 这意味着您已成功连接到本地运行的MongoDB服务器。
    • 可以尝试输入 show dbs 查看默认数据库。
  2. 使用MongoDB Compass：
    • 在Windows开始菜单中找到并启动”MongoDB Compass”。
    • Compass会自动尝试连接到本地MongoDB实例（默认连接URI为 mongodb://localhost:27017/）。
    • 点击”Connect”，如果成功，您将看到数据库列表和操作界面。

至此，您已成功在Windows上安装并连接了MongoDB。

第三章：MongoDB在macOS上的详细安装

macOS用户安装MongoDB通常通过Homebrew包管理器进行，这是最推荐和最简便的方式。

3.1 安装Homebrew（如果尚未安装）

如果您的macOS上尚未安装Homebrew，请先安装它。Homebrew是macOS上缺失的包管理器，非常方便。

  1. 打开终端 (Terminal.app)。
  2. 执行以下命令安装Homebrew：
    bash
    /bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
    您可能需要输入您的用户密码，并等待一段时间完成安装。
  3. 验证Homebrew安装：
    bash
    brew doctor
    如果显示”Your system is ready to brew.”，则表示Homebrew安装成功。

3.2 使用Homebrew安装MongoDB Community Edition

  1. 添加MongoDB的Homebrew Tap： MongoDB官方维护了一个Homebrew Tap，其中包含了MongoDB Community Edition的Formulae。
    bash
    brew tap mongodb/brew
  2. 安装MongoDB Community Server：
    bash
    brew install mongodb-community@<version>
    将<version>替换为您希望安装的MongoDB版本号，例如 6.0 或 7.0。如果您想安装最新版本，通常可以直接使用 brew install mongodb-community。
    例如：
    bash
    brew install [email protected]
    Homebrew会自动下载并安装MongoDB服务器、客户端工具（如mongo shell）以及其他依赖。它还会自动配置必要的路径。

3.3 运行和停止MongoDB服务

Homebrew安装的MongoDB会集成到macOS的launchctl服务管理中。

  1. 启动MongoDB服务：
    bash
    brew services start mongodb-community@<version>
    将<version>替换为您安装的版本。例如：
    bash
    brew services start [email protected]
    或者如果您安装的是默认最新版：
    bash
    brew services start mongodb-community
    这会将MongoDB配置为在系统启动时自动运行，并在当前立即启动服务。
  2. 检查服务状态：
    bash
    brew services list
    您应该能看到 mongodb-community 的状态为 started。
  3. 停止MongoDB服务：
    bash
    brew services stop mongodb-community@<version>
    或
    bash
    brew services stop mongodb-community
  4. 在需要时手动启动（非服务模式）： 如果您不想通过brew services管理，而只是想临时启动一个mongod实例，可以：
    • 创建数据目录（如果不存在）：sudo mkdir -p /data/db
    • 设置权限：sudo chown -R $(whoami) /data/db (确保当前用户有读写权限)
    • 启动：mongod --dbpath /data/db

3.4 验证安装和连接

  1. 验证mongod和mongo命令：
    • 打开终端。
    • 输入 mongod --version，回车。
    • 输入 mongo --version，回车。
    • 如果显示版本信息，则表示安装成功且路径配置正确。Homebrew通常会自动处理PATH变量。
  2. 连接到MongoDB Shell：
    • 确保MongoDB服务已启动 (brew services start ...)。
    • 在终端输入 mongo，回车。
    • 您将进入MongoDB Shell提示符 >。
    • 尝试 show dbs。
  3. 安装MongoDB Compass (可选但推荐)：
    • MongoDB Compass不是通过Homebrew安装的，需要单独下载。
    • 访问MongoDB下载中心：https://www.mongodb.com/try/download/community
    • 选择”Platform”为”macOS x64 (10.13+)”，”Package”为”dmg”。
    • 下载后，双击.dmg文件，将MongoDB Compass拖拽到”Applications”文件夹即可。
    • 启动Compass，连接到默认的 mongodb://localhost:27017/。

至此，您已成功在macOS上安装并连接了MongoDB。

第四章：MongoDB在Linux（Ubuntu）上的详细安装

在Linux上安装MongoDB，通常通过包管理器进行，以下以Ubuntu为例，采用官方提供的包管理方式安装。

4.1 系统更新与准备

  1. 更新系统包列表： 在终端中执行以下命令，确保您的系统包列表是最新的。
    bash
    sudo apt update
    sudo apt upgrade -y
  2. 安装必要的依赖：
    bash
    sudo apt install -y curl gnupg

4.2 导入MongoDB公共GPG密钥

MongoDB使用GPG密钥来验证软件包的完整性。

  1. 导入公共GPG密钥：
    bash
    curl -fsSL https://www.mongodb.org/static/pgp/server-7.0.asc | \
    sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/mongodb-archive-keyring.gpg

    • 注意： 上述命令中的 server-7.0.asc 对应MongoDB 7.0版本。如果您安装的是其他版本（如6.0），请将 server-7.0.asc 替换为 server-6.0.asc 等。

4.3 为MongoDB创建列表文件

创建一个新的列表文件 /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-7.0.list，用于apt包管理器获取MongoDB软件包。

  1. 创建列表文件：
    bash
    echo "deb [ arch=amd64,arm64 signed-by=/usr/share/keyrings/mongodb-archive-keyring.gpg ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu $(lsb_release -sc)/mongodb-org/7.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-7.0.list

    • 注意：
      • $(lsb_release -sc) 会自动检测您的Ubuntu版本代号（如 focal、jammy）。
      • mongodb-org/7.0 对应MongoDB 7.0版本。如果您安装的是其他版本（如6.0），请将 7.0 替换为 6.0。
      • multiverse 是Ubuntu的一个软件仓库类别。

4.4 安装MongoDB软件包

  1. 重新加载本地包数据库： 在添加了新的软件源之后，需要更新apt的缓存。
    bash
    sudo apt update
  2. 安装MongoDB： 现在可以安装MongoDB软件包了。mongodb-org包会安装所有核心组件，包括mongod服务器、mongo shell和各种工具。
    bash
    sudo apt install -y mongodb-org
    如果需要安装特定版本，例如安装6.0版本，则需要指定：
    bash
    sudo apt install -y mongodb-org=6.0.11 mongodb-org-database=6.0.11 mongodb-org-server=6.0.11 mongodb-org-shell=6.0.11 mongodb-org-tools=6.0.11
    这会确保所有组件都安装指定的版本。不指定版本则安装源中最新的可用版本。

4.5 启动MongoDB服务

MongoDB在安装后不会自动启动。您需要手动启动它，并可以选择配置为开机自启动。

  1. 启动MongoDB服务：
    bash
    sudo systemctl start mongod
  2. 验证服务状态：
    bash
    sudo systemctl status mongod
    您应该看到服务状态为active (running)。
  3. 配置MongoDB开机自启动：
    bash
    sudo systemctl enable mongod
  4. 停止MongoDB服务：
    bash
    sudo systemctl stop mongod
  5. 重启MongoDB服务：
    bash
    sudo systemctl restart mongod

4.6 验证安装和连接

  1. 验证mongod和mongo命令：
    • 打开终端。
    • 输入 mongod --version，回车。
    • 输入 mongo --version，回车。
    • 如果显示版本信息，则表示安装成功。
  2. 连接到MongoDB Shell：
    • 确保MongoDB服务已启动 (sudo systemctl start mongod)。
    • 在终端输入 mongo，回车。
    • 您将进入MongoDB Shell提示符 >。
    • 尝试 show dbs。
  3. MongoDB数据和日志目录：
    • 默认情况下，MongoDB将数据存储在 /var/lib/mongodb，日志存储在 /var/log/mongodb/mongod.log。
    • 这些路径可以在 /etc/mongod.conf 配置文件中修改。

4.7 RHEL/CentOS上的安装（简述）

对于基于RPM的Linux发行版（如RHEL、CentOS、Fedora），过程类似，但使用yum或dnf包管理器。

  1. 导入GPG密钥：
    bash
    sudo rpm --import https://www.mongodb.org/static/pgp/server-7.0.asc
  2. 创建仓库文件： 在 /etc/yum.repos.d/mongodb-org-7.0.repo 中创建文件，内容如下：
    ini
    [mongodb-org-7.0]
    name=MongoDB Repository
    baseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/7.0/x86_64/
    gpgcheck=1
    enabled=1
    gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-7.0.asc
    注意替换$releasever为您的系统版本（如8或9），并修改7.0为您要安装的版本。
  3. 安装MongoDB：
    bash
    sudo yum install -y mongodb-org
    或使用dnf：
    bash
    sudo dnf install -y mongodb-org
  4. 启动和管理： 使用 systemctl 命令与Ubuntu类似。

第五章：安装后的基本配置与常见问题

安装完成后，了解一些基本配置和常见问题解决办法将帮助您更好地使用MongoDB。

5.1 MongoDB配置文件 (mongod.conf)

MongoDB服务器的运行参数主要通过配置文件来管理。

  • Windows： 默认路径通常是 C:\Program Files\MongoDB\Server\<版本号>\bin\mongod.cfg。
  • macOS (Homebrew)： 通常在 /usr/local/etc/mongod.conf。
  • Linux： 默认路径是 /etc/mongod.conf。

您可以使用文本编辑器打开此文件。一些重要的配置项包括：

  • storage.dbPath：数据文件存放路径。
  • systemLog.path：日志文件存放路径。
  • net.port：MongoDB服务器监听的端口，默认是 27017。
  • net.bindIp：MongoDB服务器监听的IP地址。默认是 127.0.0.1 (仅允许本地连接)。如果您需要从其他机器访问MongoDB，需要将其更改为 0.0.0.0 (监听所有可用IP) 或指定特定IP地址。注意：将其设置为 0.0.0.0 会降低安全性，请确保您的防火墙已正确配置。
  • security.authorization：启用认证。将其设置为 enabled 后，客户端连接需要提供用户名和密码。

修改配置后，务必重启MongoDB服务才能生效。

5.2 防火墙设置

如果您的MongoDB服务器需要从其他机器访问，您必须在服务器的防火墙中开放MongoDB监听的端口（默认是27017）。

  • Windows： 打开”Windows Defender Firewall with Advanced Security”，添加入站规则，允许TCP端口27017。
  • macOS： 默认防火墙通常不会阻止本地连接。如果需要远程访问，可能需要配置macOS防火墙。
  • Linux (ufw为例)：
    bash
    sudo ufw allow 27017/tcp
    sudo ufw enable
    sudo ufw status

5.3 常见问题及解决方案

  1. “command not found” (命令未找到)：
    • 原因： MongoDB的bin目录没有添加到系统的Path环境变量中。
    • 解决方案： 手动添加路径到Path变量，并重启终端或命令提示符。
  2. “Failed to start mongod.service” (服务启动失败)：
    • 原因：
      • 配置文件语法错误。
      • 数据目录或日志目录不存在，或没有写入权限。
      • 端口被占用。
    • 解决方案：
      • 检查 mongod.conf 文件的语法。
      • 确保数据目录和日志目录存在，并赋予MongoDB用户（或运行MongoDB服务的用户）读写权限。
      • 检查端口是否被其他进程占用 (netstat -ano | findstr :27017 on Windows, sudo lsof -i :27017 on Linux/macOS)。
      • 查看MongoDB日志文件 (/var/log/mongodb/mongod.log on Linux) 获取详细错误信息。
  3. 连接超时或拒绝连接：
    • 原因：
      • MongoDB服务未运行。
      • 防火墙阻止了连接。
      • net.bindIp 配置不正确（仅绑定了 127.0.0.1 而尝试从远程连接）。
    • 解决方案：
      • 确认MongoDB服务正在运行。
      • 检查服务器防火墙设置，确保端口27017已开放。
      • 修改 mongod.conf 中的 net.bindIp，并重启服务。

第六章：超越安装：初步使用与进阶展望

至此，您已经成功地安装并配置了MongoDB。现在，让我们进行一些简单的操作来感受它的魅力，并展望未来的学习方向。

6.1 MongoDB Shell基本操作

连接到MongoDB Shell后（输入mongo）：

  • 查看所有数据库： show dbs
  • 创建或切换数据库： use myNewDatabase (如果myNewDatabase不存在，MongoDB会在第一次插入数据时自动创建它)
  • 插入文档：
    javascript
    db.users.insertOne({ name: "张三", age: 30, city: "北京" });
    db.products.insertMany([
    { name: "笔记本电脑", price: 7999, category: "电子产品" },
    { name: "机械键盘", price: 599, category: "外设" }
    ]);
  • 查询文档：
    • 查询所有：db.users.find()
    • 按条件查询：db.users.find({ age: { $gt: 25 } }) (查询年龄大于25的用户)
  • 更新文档：
    javascript
    db.users.updateOne(
    { name: "张三" },
    { $set: { city: "上海", occupation: "工程师" } }
    );
  • 删除文档：
    javascript
    db.products.deleteOne({ name: "机械键盘" });
    db.users.deleteMany({ age: { $lt: 20 } });
  • 退出Shell： exit

6.2 MongoDB Compass简介

MongoDB Compass提供了一个直观的图形界面，可以帮助您：

  • 浏览数据库和集合： 清晰地展示数据结构。
  • 执行CRUD操作： 可视化地插入、查询、更新和删除文档。
  • 分析数据： 提供聚合管道构建器、实时性能监控等功能。
  • 管理索引： 创建、删除和优化索引以提升查询性能。

6.3 进阶学习方向

  • MongoDB Atlas： 官方提供的云端MongoDB服务，提供托管、自动化备份、扩展等功能，是生产环境的理想选择。
  • 聚合框架 (Aggregation Framework)： 用于复杂的数据转换和分析。
  • 索引： 优化查询性能的关键。
  • 复制集 (Replica Sets)： 实现高可用性和数据冗余。
  • 分片 (Sharding)： 处理超大规模数据集，实现横向扩展。
  • 安全： 用户认证、角色管理、网络加密等。
  • 各种编程语言驱动： 学习如何在Python、Node.js、Java等语言中连接和操作MongoDB。

结语

从一个简单的下载链接到在您的本地机器上搭建起一个功能完备的MongoDB服务器，我们已经走过了一个详细而富有成效的旅程。无论您是后端开发者、数据科学家还是一个技术爱好者，掌握MongoDB都将为您的技能栈增添重要的一笔。

现在，您的MongoDB环境已经准备就绪。数据世界的无限可能正在向您招手，开始构建您的第一个MongoDB驱动的应用吧！祝您在MongoDB的学习和探索之旅中一切顺利！

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