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前言 xvii

第　一部分 MongoDB入門(mén)

第　1 章 MongoDB簡(jiǎn)介　3

1.1　易于使用　3

1.2　易于擴(kuò)展　3

1.3　功能豐富　4

1.4　性能卓越　5

1.5　設(shè)計(jì)理念　5

第　2 章 入門(mén)指南　6

2.1　文檔　6

2.2　集合　7

2.2.1　動(dòng)態(tài)模式　7

2.2.2　命名　8

2.3　數(shù)據(jù)庫(kù)　8

2.4　啟動(dòng)MongoDB　9

2.5　MongoDB shell介紹　10

2.5.1　運(yùn)行shell　10

2.5.2　MongoDB客戶(hù)端　11

2.5.3　shell中的基本操作　12

2.6　數(shù)據(jù)類(lèi)型　14

2.6.1　基本數(shù)據(jù)類(lèi)型　14

2.6.2　日期　15

2.6.3　數(shù)組　16

2.6.4　內(nèi)嵌文檔　16

2.6.5　ObjectId和_id　17

2.7　使用MongoDB shell　18

2.7.1　shell使用技巧　19

2.7.2　使用shell執(zhí)行腳本　19

2.7.3　創(chuàng)建.mongorc.js文件　21

2.7.4　定制shell提示信息　22

2.7.5　編輯復(fù)雜變量　23

2.7.6　不便使用的集合名稱(chēng)　23

第　3 章 創(chuàng)建、更新和刪除文檔　25

3.1　插入文檔　25

3.1.1　insertMany　25

3.1.2　插入校驗(yàn)　28

3.1.3　插入　28

3.2　刪除文檔　28

3.3　更新文檔　30

3.3.1　文檔替換　30

3.3.2　使用更新運(yùn)算符　31

3.3.3　upsert　40

3.3.4　更新多個(gè)文檔　42

3.3.5　返回被更新的文檔　42

第　4 章 查詢(xún)　45

4.1　find簡(jiǎn)介　45

4.1.1　指定要返回的鍵　46

4.1.2　限制　46

4.2　查詢(xún)條件　47

4.2.1　查詢(xún)條件　47

4.2.2　OR查詢(xún)　47

4.2.3　$not　48

4.3　特定類(lèi)型的查詢(xún)　48

4.3.1　null　49

4.3.2　正則表達(dá)式　49

4.3.3　查詢(xún)數(shù)組　50

4.3.4　查詢(xún)內(nèi)嵌文檔　54

4.4　$where查詢(xún)　55

4.5　游標(biāo)　56

4.5.1　limit、skip和sort　57

4.5.2　避免略過(guò)大量結(jié)果　58

4.5.3　游標(biāo)生命周期　59

第二部分　設(shè)計(jì)應(yīng)用程序

第　5 章 索引　63

5.1　索引簡(jiǎn)介　63

5.1.1　創(chuàng)建索引　65

5.1.2　復(fù)合索引簡(jiǎn)介　68

5.1.3　MongoDB如何選擇索引　71

5.1.4　使用復(fù)合索引　72

5.1.5　$運(yùn)算符如何使用索引　88

5.1.6　索引對(duì)象和數(shù)組　97

5.1.7　索引基數(shù)　99

5.2　explain輸出　99

5.3　何時(shí)不使用索引　106

5.4　索引類(lèi)型　107

5.4.1　索引　107

5.4.2　部分索引　109

5.5　索引管理　110

5.5.1　標(biāo)識(shí)索引　111

5.5.2　修改索引　111

第　6 章 特殊的索引和集合類(lèi)型　112

6.1　地理空間索引　112

6.1.1　地理空間查詢(xún)的類(lèi)型　113

6.1.2　使用地理空間索引　114

6.1.3　復(fù)合地理空間索引　120

6.1.4　2d索引　121

6.2　全文搜索索引　123

6.2.1　創(chuàng)建文本索引　123

6.2.2　文本查詢(xún)　124

6.2.3　優(yōu)化全文本搜索　126

6.2.4　在其他語(yǔ)言中搜索　126

6.3　固定集合　127

6.3.1　創(chuàng)建固定集合　129

6.3.2　可追加游標(biāo)　129

6.4　TTL索引　130

6.5　使用GridFS存儲(chǔ)文件　130

6.5.1　GridFS入門(mén)：mongofiles　131

6.5.2　在MongoDB驅(qū)動(dòng)程序中使用GridFS　131

6.5.3　GridFS的底層機(jī)制　132

第　7 章 聚合框架　134

7.1　管道、階段和可調(diào)參數(shù)　134

7.2　階段入門(mén)：常見(jiàn)操作　136

7.3　表達(dá)式　140

7.4　$project　140

7.5　$unwind　145

7.6　數(shù)組表達(dá)式　151

7.7　累加器　155

7.8　分組簡(jiǎn)介　57

7.8.1　分組階段中的_id字段　161

7.8.2　分組與投射　163

7.9　將聚合管道結(jié)果寫(xiě)入集合中　166

第　8 章 事務(wù)　167

8.1　事務(wù)簡(jiǎn)介　167

8.2　如何使用事務(wù)　168

8.3　對(duì)應(yīng)用程序的事務(wù)限制進(jìn)行調(diào)優(yōu)　171

第　9 章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)　173

9.1　模式設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)　173

9.2　范式化與反范式化　176

9.2.1　數(shù)據(jù)表示的示例　176

9.2.2　基數(shù)　180

9.2.3　好友、粉絲以及其他麻煩事項(xiàng)　180

9.3　優(yōu)化數(shù)據(jù)操作　182

9.4　數(shù)據(jù)庫(kù)和集合的設(shè)計(jì)　183

9.5　一致性管理　183

9.6　模式遷移　184

9.7　模式管理　185

9.8　不適合使用MongoDB的場(chǎng)景　185

第三部分　復(fù)制

第　10 章 創(chuàng)建副本集　189

10.1　復(fù)制簡(jiǎn)介　189

10.2　建立副本集（一）　190

10.3　網(wǎng)絡(luò)注意事項(xiàng)　191

10.4　安全注意事項(xiàng)　191

10.5　建立副本集（二）　191

10.6　觀察副本集　194

10.7　更改副本集配置　199

10.8　如何設(shè)計(jì)副本集　201

10.9　成員配置選項(xiàng)　203

10.9.1　優(yōu)先級(jí)　204

10.9.2　隱藏成員　204

10.9.3　選舉仲裁者　205

10.9.4　創(chuàng)建索引　206

第　11 章 副本集的組成　207

11.1　同步　207

11.1.1　初始化同步　209

11.1.2　復(fù)制　210

11.1.3　處理過(guò)時(shí)數(shù)據(jù)　210

11.2　心跳　210

11.3　選舉　212

11.4　回滾　212

第　12 章 從應(yīng)用程序連接副本集　216

12.1　客戶(hù)端到副本集的連接行為　216

12.2　在寫(xiě)入時(shí)等待復(fù)制　218

12.3　自定義復(fù)制保證規(guī)則　219

12.3.1　保證復(fù)制到每個(gè)數(shù)據(jù)中心的一臺(tái)服務(wù)器上　219

12.3.2　保證寫(xiě)操作被復(fù)制到大多數(shù)非隱藏節(jié)點(diǎn)　220

12.3.3　創(chuàng)建其他保證規(guī)則　221

12.4　將讀請(qǐng)求發(fā)送到從節(jié)點(diǎn)　221

12.4.1　一致性考慮　222

12.4.2　負(fù)載考慮　222

12.4.3　由從節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)的場(chǎng)景　223

第　13 章 管理　224

13.1　以單機(jī)模式啟動(dòng)成員　224

13.2　副本集配置　225

13.2.1　創(chuàng)建副本集　225

13.2.2　更改副本集成員　225

13.2.3　創(chuàng)建比較大的副本集　226

13.2.4　強(qiáng)制重新配置　226

13.3　控制成員狀態(tài)　227

13.3.1　把主節(jié)點(diǎn)變?yōu)閺墓?jié)點(diǎn)　227

13.3.2　阻止選舉　227

13.4　監(jiān)控復(fù)制　228

13.4.1　獲取狀態(tài)　228

13.4.2　可視化復(fù)制圖譜　231

13.4.3　復(fù)制循環(huán)　232

13.4.4　禁用復(fù)制鏈　232

13.4.5　計(jì)算延遲　233

13.4.6　調(diào)整oplog大小　234

13.4.7　創(chuàng)建索引　234

13.4.8　在預(yù)算有限的情況下進(jìn)行復(fù)制　235

第四部分　分片

第　14 章 分片簡(jiǎn)介　239

14.1　什么是分片　239

14.2　理解集群組件　240

14.3　在單機(jī)集群上進(jìn)行分片　241

第　15 章 配置分片　250

15.1　何時(shí)分片　250

15.2　啟動(dòng)服務(wù)器　251

15.2.1　配置服務(wù)器　251

15.2.2　mongos進(jìn)程　252

15.2.3　將副本集轉(zhuǎn)換為分片　252

15.2.4　增加集群容量　256

15.2.5　數(shù)據(jù)分片　256

15.3　MongoDB如何追蹤集群數(shù)據(jù)　256

15.3.1　塊范圍　257

15.3.2　拆分塊　259

15.4　均衡器　261

15.5　排序規(guī)則　261

15.6　變更流　261

第　16 章 選擇片鍵　263

16.1　評(píng)估使用情況　263

16.2　描繪分發(fā)情況　264

16.2.1　升序片鍵　264

16.2.2　隨機(jī)分發(fā)的片鍵　266

16.2.3　基于位置的片鍵　267

16.3　片鍵策略　268

16.3.1　哈希片鍵　268

16.3.2　GridFS的哈希片鍵　270

16.3.3　消防水管策略　270

16.3.4　多熱點(diǎn)　271

16.4　片鍵規(guī)則和指導(dǎo)方針　273

16.4.1　片鍵的限制　273

16.4.2　片鍵的基數(shù)　273

16.5　控制數(shù)據(jù)分發(fā)　273

16.5.1　對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)和集合使用一個(gè)集群　273

16.5.2　手動(dòng)分片　275

第　17 章 分片管理　276

17.1　查看當(dāng)前狀態(tài)　276

17.1.1　使用sh.status()查看摘要信息　276

17.1.2　查看配置信息　278

17.2　跟蹤網(wǎng)絡(luò)連接　283

17.2.1　獲取連接統(tǒng)計(jì)　284

17.2.2　限制連接數(shù)量　289

17.3　服務(wù)器管理　290

17.3.1　添加服務(wù)器　291

17.3.2　修改分片中的服務(wù)器　291

17.3.3　刪除分片　291

17.4　數(shù)據(jù)均衡　294

17.4.1　均衡器　294

17.4.2　修改塊的大小　295

17.4.3　移動(dòng)塊　296

17.4.4　超大塊　298

17.4.5　刷新配置　300

第五部分　應(yīng)用程序管理

第　18 章 了解應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)　303

18.1　查看當(dāng)前操作　303

18.1.1　尋找有問(wèn)題的操作　306

18.1.2　終止操作　306

18.1.3　假象　307

18.1.4　防止幻象操作　307

18.2　使用系統(tǒng)分析器　307

18.3　計(jì)算大小　310

18.3.1　文檔　310

18.3.2　集合　311

18.3.3　數(shù)據(jù)庫(kù)　315

18.4　使用mongotop和mongostat　316

第　19 章 MongoDB安全介紹　318

19.1　MongoDB的身份驗(yàn)證和授權(quán)　318

19.1.1　身份驗(yàn)證機(jī)制　318

19.1.2　授權(quán)　319

19.1.3　使用x.509證書(shū)對(duì)成員和客戶(hù)端進(jìn)行身份驗(yàn)證　320

19.2　MongoDB的認(rèn)證和傳輸層加密教程　323

19.2.1　建立CA　323

19.2.2　生成并簽名成員證書(shū)　327

19.2.3　生成并簽名客戶(hù)端證書(shū)　328

19.2.4　在不啟用身份驗(yàn)證和授權(quán)的情況下啟動(dòng)副本集　328

19.2.5　創(chuàng)建admin用戶(hù)　329

19.2.6　啟用身份驗(yàn)證和授權(quán)并重新啟動(dòng)副本集　330

第　20 章 持久性　332

20.1　使用日志機(jī)制的成員級(jí)別持久性　332

20.2　使用寫(xiě)關(guān)注的集群級(jí)別持久性　333

20.2.1　writeConcern的w和wtimeout選項(xiàng)　334

20.2.2　writeConcern的j（日志）選項(xiàng)　334

20.3　使用讀關(guān)注的集群級(jí)別持久性　335

20.4　使用寫(xiě)關(guān)注的事務(wù)持久性　335

20.5　MongoDB不能保證什么　336

20.6　檢查數(shù)據(jù)損壞　336

第六部分　服務(wù)器端管理

第　21 章 在生產(chǎn)環(huán)境中設(shè)置MongoDB　341

21.1　從命令行啟動(dòng)　341

21.2　停止MongoDB　345

21.3　安全性　346

21.3.1　數(shù)據(jù)加密　347

21.3.2　SSL連接　347

21.4　日志　348

第　22 章 監(jiān)控MongoDB　349

22.1　監(jiān)控內(nèi)存使用情況　349

22.1.1　計(jì)算機(jī)內(nèi)存簡(jiǎn)介　349

22.1.2　跟蹤內(nèi)存使用情況　350

22.1.3　跟蹤缺頁(yè)錯(cuò)誤　351

22.1.4　I/O 等待　352

22.2　計(jì)算工作集的大小　352

22.3　跟蹤性能情況　354

22.4　跟蹤剩余空間　355

22.5　監(jiān)控復(fù)制情況　356

第　23 章 備份　359

23.1　備份方法　359

23.2　對(duì)服務(wù)器進(jìn)行備份　360

23.2.1　文件系統(tǒng)快照　360

23.2.2　復(fù)制數(shù)據(jù)文件　363

23.2.3　使用mongodump　364

23.3　副本集的特殊注意事項(xiàng)　366

23.4　分片集群的特殊注意事項(xiàng)　366

23.4.1　備份和恢復(fù)整個(gè)集群　367

23.4.2　備份和恢復(fù)單個(gè)分片　367

第　24 章 部署MongoDB　368

24.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)　368

24.1.1　選擇存儲(chǔ)介質(zhì)　368

24.1.2　推薦的RAID配置　369

24.1.3　CPU　370

24.1.4　操作系統(tǒng)　370

24.1.5　交換空間　370

21.1.6　文件系統(tǒng)　371

24.2　虛擬化　371

24.2.1　內(nèi)存過(guò)度分配　371

24.2.2　神秘的內(nèi)存　371

24.2.3　處理網(wǎng)絡(luò)磁盤(pán)的I/O 問(wèn)題　372

24.2.4　使用非網(wǎng)絡(luò)磁盤(pán)　373

24.3　配置系統(tǒng)設(shè)置　373

24.3.1　關(guān)閉NUMA　373

24.3.2　設(shè)置預(yù)讀　375

24.3.3　禁用透明大內(nèi)存頁(yè)（THP）　375

24.3.4　選擇磁盤(pán)調(diào)度算法　376

24.3.5　禁用訪問(wèn)時(shí)間跟蹤　376

24.3.6　修改限制　377

24.4　網(wǎng)絡(luò)配置　378

24.5　系統(tǒng)管理　379

24.5.1　時(shí)鐘同步　379

24.5.2　OOM killer　379

24.5.3　關(guān)閉定期任務(wù)　379

附錄A　安裝MongoDB　380

附錄B　深入MongoDB　384