Mongodb体系结构

MongoDB是一个可移植的数据库，它在流行的每一个平台上都可以使用，即所谓的跨平台特性。在不同的操作系统上虽然略有差别，但是从整体构架上来看，MongoDB在不同的平台上是一样的，如数据逻辑结构和数据的存储等等。

一个运行着的MongoDB数据库就可以看成是一个MongoDBServer，该Server由实例和数据库组成，在一般的情况下一个MongoDBServer机器上包含一个实例和多个与之对应的数据库，但是在特殊情况下，如硬件投入成本有限或特殊的应用需求，也允许一个Server机器上可以有多个实例和多个数据库。

MongoDB中一系列物理文件（数据文件，日志文件等）的集合或与之对应的逻辑结构（集合，文档等）被称为数据库，简单的说，就是数据库是由一系列与磁盘有关系的物理文件的组成。 

数据逻辑结构

MongoDB的逻辑结构是一种层次结构。主要由：文档(document)、集合(collection)、数据库（database）这三部分组成的。逻辑结构是面向用户的，用户使用MongoDB开发应用程序使用的就是逻辑结构。

MongoDB的文档(document)，相当于关系数据库中的一行记录。

多个文档组成一个集合（collection），相当于关系数据库的表。

多个集合(collection)，逻辑上组织在一起，就是数据库(database)。

一个MongoDB实例支持多个数据库(database)。

MongoDB与关系型数据库的逻辑结构进行了对比：

Mongodb          关系型数据库

文档(document)     行(row)

集合(collection)   表(table)

数据库(database)   数据库(database)

文档、集合、数据库的层次结构图如下：

数据存储结构

MongoDB的默认数据目录是/data/db，它负责存储所有的MongoDB的数据文件。在MongoDB内部，每个数据库都包含一个.ns文件和一些数据文件，而且这些数据文件会随着数据量的增加而变得越来越多。所以如果系统中有一个叫做foo的数据库，那么构成foo这个数据库的文件就会由foo.ns,foo.0，foo.1，foo.2等等组成。

MongoDB内部有预分配空间的机制，每个预分配的文件都用0进行填充，由于有了这个机制，MongoDB始终保持额外的空间和空余的数据文件，从而有效避免了由于数据暴增而带来的磁盘压力过大的问题。

由于表中数据量的增加，数据文件每新分配一次，它的大小都会是上一个数据文件大小的2倍，每个数据文件最大2G。这样的机制有利于防止较小的数据库浪费过多的磁盘空间，同时又能保证较大的数据库有相应的预留空间使用。

数据库的每张表都对应一个命名空间，每个索引也有对应的命名空间。这些命名空间的元数据都集中在*.ns文件中。