Introducción a MongoDB

MongoDB es un sistema de gestión de bases de datos NoSQL de código abierto, diseñado para proporcionar una solución de almacenamiento de datos escalable y de alto rendimiento para aplicaciones web modernas. Desarrollado en C++, este sistema se basa en un modelo de almacenamiento de documentos, donde cada registro es un "documento" con una estructura flexible y dinámica. Los documentos en MongoDB son similares a objetos JSON, permitiendo que los valores de los campos contengan otros documentos, arrays o arrays de doucmentos, lo que facilita la representación de estructuras de datos complejas.

Tipos de Datos en MongoDB

La flexibilidad de los documentos de MongoDB se apoya en una variedad de tipos de datos, los cuales son parte del formato BSON (Binary JSON), la representación binaria de JSON utilizada por MongoDB para el almacenamiento.

Tipo de Dato	Descripción
String	Cadenas de texto. MongoDB requiere que las cadenas sean UTF-8 válido.
Integer	Números enteros. Pueden ser de 32 o 64 bits, dependiendo de la arquitectura del servidor.
Boolean	Valores lógicos: true o false.
Double	Números de coma flotante de doble precisión.
Min/Max keys	Utilizados internamente para comparar un valor con el límite inferior o superior de los elementos BSON.
Arrays	Permite almacenar listas de valores o múltiples valores asociados a una sola clave.
Timestamp	Marca de tiempo. Se usa para registrar el momento exacto de una modificación o inserción de documento.
Object	Para documentos anidados (incrustados dentro de otros documentos).
Null	Representa un valor nulo o inexistente.
Symbol	Similar a String, pero se usa generalmente en lenguajes que manejan tipos de símbolos específicos.
Date	Almacena fechas y horas en formato de tiempo UNIX. Se pueden crear objetos Date con información de año, mes y día.
Object ID	Un identificador único de 12 bytes para cada documento en una colección.
Binary Data	Para almacenar datos binarios genéricos.
Code	Permite almacenar código JavaScript directamente dentro de un documento.
Regular expression	Para almacenar expretiones regulares.

Gestión de Bases de Datos

MongoDB ofrece comandos sencillos para administrar las bases de datos desde su shell.

Creación y Selección de Bases de Datos

Para crear una base de datos o seleccionar una existente, se utiliza el comando use. Si la base de datos especificada no existe, MongoDB la crea implícitamente la primera vez que se inserta un documento en una colección dentro de ella.

use miBaseDeDatosEjemplo;

Este comando selecciona la base de datos miBaseDeDatosEjemplo. Si no existía previamente, se establecerá como la base de datos actual para futuras operaciones y se creará al persistir datos.

Visualización de Bases de Datos

Para ver una lista de todas las bases de datos disponibles en el servidor:

show dbs;

Eliminación de Bases de Datos

La base de datos actualmente seleccionada se puede eliminar por completo con el siguiente comando:

db.dropDatabase();

Operaciones con Documentos

En MongoDB, los documentos son la unidad fundamental de datos, análogos a las filas en una base de datos relacional. Estos documentos se organizan en "colecciones", que son similares a tablas. La estructura de un documento, basada en BSON, permite una gran flexibilidad.

Inserción de Documentos

Para añadir nuevos documentos a una colección, se pueden usar los métodos insert() o save().

db.productos.insert({
  nombre: 'Televisor LED 4K',
  marca: 'ElectroTech',
  precio: 799.99,
  stock: 50,
  caracteristicas: ['Smart TV', 'HDR', '55 pulgadas']
});

Si la colección productos no existe, MongoDB la creará automáticamente al ejecutar el comando de inserción.

El método save() funciona de manera similar a insert(), pero con una particularidad: si el documento proporcionado incluye un campo _id que ya existe en la colección, save() realizará una actualización del documento existente en lugar de insertar uno nuevo.

Actualización de Documentos

MongoDB permite modificar documentos existentes en una colección usando el método update(). La sintaxis general es la siguiente:

db.collection.update(
   <criteriosDeBusqueda>,
   <actualizaciones>,
   {
     upsert: <booleano>,
     multi: <booleano>,
     writeConcern: <documento>
   }
);

• criteriosDeBusqueda: Un documento que especifica los criterios para seleccionar los documentos a actualizar.
• actualizaciones: Un documento que especifica las operaciones de actualización a aplicar (ej., $set, $inc).
• upsert (opcional): Si es true, inserta un nuevo documento si no se encuentra ninguno que coincida con criteriosDeBusqueda. Por defecto es false.
• multi (opcional): Si es true, actualiza todos los documentos que coincidan con criteriosDeBusqueda. Por defecto es false (solo actualiza el primer documento encontrado).
• writeConcern (opcional): Documento que describe el nivel de garantía de escritura.

Ejemplo de actualización simple: Primero, insertamos un documento para trabajar con él:

db.usuarios.insert({
  nombre: 'Juan Perez',
  edad: 30,
  ciudad: 'Madrid'
});

Luego, actualizamos la ciudad de 'Juan Perez':

db.usuarios.update(
  { 'nombre': 'Juan Perez' },
  { $set: { 'ciudad': 'Barcelona', 'codigoPostal': '08001' } }
);

Para modificar múltiples documentos que cumplen con un criterio, se debe establecer el parámetro multi a true. Por ejemplo, para cambiar el estado de todos los productos 'ElectroTech' a 'agotado':

db.productos.update(
  { 'marca': 'ElectroTech' },
  { $set: { 'estado': 'agotado' } },
  { multi: true }
);

El método save() también puede usarse para reemplazar un documento completo si se proporciona un _id existente:

db.usuarios.save(
  {
    _id: ObjectId("60c72b2f8f9e1c3e4d5f6a7b"), // Un ID de un documento existente
    nombre: 'Ana Lopez',
    edad: 25,
    ciudad: 'Valencia'
  }
);

Si el _id no existe, save() insertará un nuevo documento.

Eliminación de Documentos

Para eliminar documentos de una colección, se utiliza el método remove().

db.collection.remove(
   <criteriosDeBusqueda>,
   {
     justOne: <booleano>,
     writeConcern: <documento>
   }
);

• criteriosDeBusqueda (opcional): Documento que especifica qué documentos eliminar. Si se omite, se eliminarán todos los documentos de la colección.
• justOne (opcional): Si se establece en true o 1, solo se eliminará el primer documento que cumpla con los criterios. Por defecto es false (elimina todos los que coincidan).
• writeConcern (opcional): Nivel de garantía de escritura.

Ejemplo: Eliminar todos los usuarios con edad inferior a 18:

db.usuarios.remove({ 'edad': { $lt: 18 } });

Para eliminar solo un documento que coincida con un criterio (por ejemplo, el primer producto llamado 'Televisor LED 4K'):

db.productos.remove(
  { 'nombre': 'Televisor LED 4K' },
  { justOne: true }
);

Consulta de Documentos

El método principal para recuperar documentos de una colección es find(). Este método devuelve un cursor a los documentos que cumplen los criterios de búsqueda.

db.coleccion.find(<criterios>).pretty();

El método pretty() es útil para visualizar los resultados de forma legible en el shell de MongoDB. Para recuperar un solo documento, se puede usar findOne().

Operadores de Consulta Comunes:

Operador MongoDB	Formato de Consulta	Ejemplo	Equivalente SQL
Igualdad	{ <campo>: <valor> }	db.productos.find({ "marca": "ElectroTech" }).pretty()	WHERE marca = 'ElectroTech'
Menor que	{ <campo>: { $lt: <valor> } }	db.usuarios.find({ "edad": { $lt: 25 } }).pretty()	WHERE edad < 25
Menor o Igual que	{ <campo>: { $lte: <valor> } }	db.productos.find({ "precio": { $lte: 500 } }).pretty()	WHERE precio <= 500
Mayor que	{ <campo>: { $gt: <valor> } }	db.usuarios.find({ "edad": { $gt: 40 } }).pretty()	WHERE edad > 40
Mayor o Igual que	{ <campo>: { $gte: <valor> } }	db.productos.find({ "stock": { $gte: 100 } }).pretty()	WHERE stock >= 100
Diferente de	{ <campo>: { $ne: <valor> } }	db.usuarios.find({ "ciudad": { $ne: "Madrid" } }).pretty()	WHERE ciudad != 'Madrid'

Condiciones AND

En MongoDB, las condiciones AND se implican automáticamente cuando se especifican múltiples pares clave-valor dentro del mismo objeto de consulta find(). Cada par se separa por comas.

db.coleccion.find({ <clave1>: <valor1>, <clave2>: <valor2> }).pretty();

Ejemplo: Encontrar productos de la marca 'ElectroTech' con un precio superior a 600:

db.productos.find({
  'marca': 'ElectroTech',
  'precio': { $gt: 600 }
}).pretty();

Esto es análogo a WHERE marca = 'ElectroTech' AND precio > 600 en SQL.

Condiciones OR

Para aplicar condiciones OR, MongoDB utiliza el operador $or. Este operador toma un array de documentos, donde cada documento representa una condición individual.

db.coleccion.find(
   {
      $or: [
         { <clave1>: <valor1> },
         { <clave2>: <valor2> }
      ]
   }
).pretty();

Ejemplo: Encontrar usuarios que sean de 'Madrid' o tengan una edad mayor a 50:

db.usuarios.find(
  {
    $or: [
      { 'ciudad': 'Madrid' },
      { 'edad': { $gt: 50 } }
    ]
  }
).pretty();