MongoDBとは

MongoDBは、汎用的なドキュメント指向の分散データベースです。JSONライクな形式（BSON）でデータを格納し、スキーマの柔軟性と高いスケーラビリティを提供します。公式サイトでは「現代のアプリケーション開発者とクラウド時代のために構築された」と説明されています。

代表的なクライアントツール

• MongoDB Compass（公式・無料）: GUIツール。クエリ、集計、パフォーマンス分析を可能に。macOS/Windows/Linux対応。ReadOnly版やStandalone版も存在。
• Studio 3T（有料）: IDEやクライアント機能を統合した高機能GUI。
• Navicat for MongoDB（有料）: 14日間試用版あり。
• NoSQL Manager for MongoDB Professional（有料）: 管理・開発用GUI。

MongoDBの基本概念

MongoDBは「データベース」「コレクション」「ドキュメント」という階層構造を持ちます。これはリレーショナルデータベースの「データベース」「テーブル」「行」に類似しますが、スキーマレスの点が大きく異なります。

RDBMS用語	MongoDB用語	説明
database	database	データベース
table	collection	コレクション（テーブル相当）
row	document	ドキュメント（行相当）
column	field	フィールド（列相当）
index	index	インデックス
table joins	（なし）	結合はサポートされず、埋め込みドキュメントで代替
primary key	_id（自動生成）	主キーは自動的に_idフィールドに設定

データベース

MongoDBのインスタンスは複数のデータベースを保持可能。各データベースは独立したコレクションと権限を持ちます。特別なデータベースとしてadmin（管理用）、local（レプリカ非対象）、config（シャーディング設定）があります。

データベース名の制約: 空文字不可、スペース・$・/・\・ヌル文字不可、小文字のみ、最大64バイト。

ドキュメント

ドキュメントはキーと値のペア（BSON形式）で構成。フィールドの型は自由で、ネストも可能。特徴：

• キーと値の順序が保持される
• 値は文字列だけでなく、数値・真偽値・配列・埋め込みドキュメントなど
• 大文字小文字を区別、型も区別
• 同一ドキュメント内でキーの重複不可
• キーはUTF-8文字列（ヌル文字禁止）

コレクション

コレクションはドキュメントのグループ。RDBMSのテーブルと異なりスキーマレスで、異なる構造のドキュメントを混在可能。ただし実運用では関連性のあるデータをまとめることが多い。

コレクション名の制約: 空文字不可、ヌル文字禁止、system.で始まるものは予約済み、$を含むのはシステム生成を除き非推奨。

Capped Collections

固定サイズのコレクション。挿入順に自動的に古いドキュメントを上書き。ログやoplog（oplog.rs）に使用。サイズを指定して作成し、更新時のサイズ増加は不可。drop()で全削除後、再作成が必要。

db.createCollection("mycoll", { capped: true, size: 100000 })

メタデータ

システム情報はdbname.system.*コレクションに格納。例：system.namespaces（名前空間一覧）/system.indexes（インデックス）/system.profile（プロファイリング）/system.users（ユーザー）。これらの変更には制限あり。

MongoDBのデータ型

データ型	説明
String	UTF-8文字列
Integer	32bitまたは64bit整数
Boolean	true/false
Double	倍精度浮動小数点数
Array	配列/リスト
Timestamp	BSON内部用タイムスタンプ（64bit: 秒+増分）
Object	埋め込みドキュメント
Null	空値
Symbol	シンボル（ほぼ文字列と同義）
Date	Unixエポックからのミリ秒（1970年以前は負数）
ObjectID	12バイトの一意識別子（タイムスタンプ・マシンID・PID・カウンタ）
Binary Data	バイナリデータ
Code	JavaScriptコード
Regular expression	正規表現

ObjectIDの詳細

ObjectIDは_idのデフォルト値。12バイト構成：

• 先頭4バイト：UNIXタイムスタンプ（UTC）
• 次の3バイト：マシン識別子
• 次の2バイト：プロセスID
• 最後の3バイト：ランダムカウンタ

作成時刻取得：

var oid = ObjectId();
oid.getTimestamp(); // ISODate("2023-10-05T12:00:00Z")

文字列変換：

oid.str; // "651e9a3f..."

日付型の扱い

var d1 = new Date();          // 現在時刻（UTC）
var d2 = ISODate();           // 同上
typeof d1;                    // object
d1.toString();                // "Sun Mar 04 2018 14:58:51 GMT+0000 (UTC)"

基本操作

データベース操作

• show dbs：データベース一覧表示（admin, config, local がデフォルト）
• use <dbName>：データベースの作成/切替（初回はメモリ上に作成、コレクション作成時に永続化）
• db.dropDatabase()：現在のデータベース削除

コレクション操作

• 作成：db.createCollection("collectionName", {optional options})
• 参照：show collections
• 削除：db.collectionName.drop()（成功時 true）

オプション例：

db.createCollection("logs", { capped: true, size: 5242880, max: 1000 })

ドキュメント操作

挿入

• insertOne()：単一ドキュメント挿入
• insertMany()：複数ドキュメント挿入
• insert()：単一または複数

例：

db.members.insertOne({
  name: "田中 太郎",
  age: NumberInt(28),
  gender: "男",
  city: "東京"
});

db.members.insertMany([
  { name: "鈴木 花子", age: NumberInt(32), gender: "女", city: "大阪" },
  { name: "佐藤 健", age: NumberInt(45), gender: "男", city: "名古屋" }
]);

db.members.insert([
  { account: { name: "山田" }, emails: ["yamada@example.com"], cards: [{ bank: "みずほ", num: "123456" }] },
  { account: { name: "吉田" }, emails: ["yoshida@test.jp"], cards: [{ bank: "三菱UFJ", num: "789012" }] }
]);

更新（upsert）関連

update()、updateOne()、updateMany()にupsert: trueを指定すると、該当ドキュメントが存在しない場合は新規挿入。その他findOneAndUpdate()、findOneAndReplace()、save()、bulkWrite()なども利用可能。