简述MongoDB 固定集合（Capped Collections）？
参考回答
固定集合（Capped Collections） 是 MongoDB 中的一种特殊类型的集合，它具有固定大小，并且数据插入时会遵循先进先出（FIFO，First In First Out）的策略。固定集合非常适合用于存储日志、缓存或实时数据等场景，因为它们会在达到指定的大小时自动删除最旧的数据，保证集合不会超过预定的空间大小。
详细讲解与拓展
1. 固定集合的特点
- 固定大小：固定集合的大小在创建时就被设定，并且不能超过这个大小。集合的大小可以是字节数（
bytes）或文档数（documents）。 - 自动删除旧数据：当固定集合达到指定的最大大小时，MongoDB 会自动删除最旧的文档，以便为新文档腾出空间。
- 数据的顺序性：插入数据时会遵循先进先出（FIFO）的原则，即最早插入的数据会最先被删除。
2. 固定集合的优势
- 高效的空间管理：固定集合不会增长超过设定的大小，适合存储日志数据、消息队列、缓存等数据。它的大小固定，不需要手动清理数据。
- 插入性能高：由于数据插入时遵循 FIFO 策略，固定集合的插入性能通常较高，并且会尽量避免占用过多的磁盘空间。
- 保证存储限制：固定集合可以控制数据存储的上限，避免数据不断增大影响存储空间，适合用作存储临时数据。
3. 创建固定集合
可以使用 capped 参数来创建固定集合。除了指定集合大小，还可以选择文档数目限制。如果不指定文档数目，MongoDB 会默认根据集合的大小进行限制。
示例：创建一个大小为 10MB，最多存储 1000 个文档的固定集合：
db.createCollection("myCappedCollection", {
capped: true,
size: 10485760, // 10MB
max: 1000 // 最多存储 1000 个文档
});
capped：设置为true表示创建一个固定集合。size：指定集合的最大字节大小。集合的大小超过这个值时，MongoDB 会删除最旧的数据。max：指定集合最多能存储的文档数量。如果max达到限制，MongoDB 会删除最旧的文档。
4. 查询固定集合
固定集合与普通集合的查询方式相同，但由于其大小是固定的，一旦达到最大大小，最旧的文档会被删除，因此固定集合的查询结果通常是最新的数据。
示例：
查询固定集合中的数据：
db.myCappedCollection.find()
由于固定集合通常存储的是实时或最近的数据，所以查询结果会以 find() 返回的最新数据为主。
5. 更新固定集合中的数据
固定集合中的文档不支持更新操作，除非文档完全替换。这意味着固定集合中插入的新数据会替换最旧的数据，而不会修改已有文档的内容。
如果你尝试更新固定集合中的文档（例如，使用 $set），MongoDB 会执行文档的完全替换。
示例：
在固定集合中更新文档时，MongoDB 会将文档完全替换：
db.myCappedCollection.update(
{ _id: 1 },
{ $set: { name: "New Name" } }
)
这个操作会替换 _id 为 1 的文档，而不会像普通集合那样部分更新字段。
6. 固定集合的使用场景
固定集合非常适合以下几种场景：
– 日志存储：当你需要定期存储日志数据，并希望只保留最近的日志记录时，固定集合是一个很好的选择。它会自动删除最旧的日志，避免日志文件过大。
– 缓存数据：对于需要存储一定量的缓存数据，固定集合可以在达到上限时自动删除最旧的数据，确保缓存数据不会无限增长。
– 时间序列数据：对于需要保存一定时间范围内的实时数据（例如监控数据、传感器数据等），固定集合是非常适用的。
7. 固定集合的限制
- 无法扩展大小：固定集合的大小在创建时就确定，一旦达到最大大小，不能扩展集合。
- 不支持删除操作：你不能直接删除固定集合中的单个文档，文档只有在集合达到大小限制时才会被删除。
- 更新限制：如前所述，固定集合中的文档只能被完全替换，而不能部分更新。
总结
MongoDB 的 固定集合（Capped Collections） 是一种具有固定大小的特殊集合，适用于存储日志、缓存和实时数据。它通过自动删除最旧的文档来保证集合的大小始终保持在设定的限制内。创建固定集合时，您可以指定集合的大小和最大文档数，MongoDB 会自动管理数据。固定集合提供了高效的插入性能，并且能控制数据存储的上限，是处理短期存储需求的理想选择。
