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第一部分 MongoDB介绍3

第1章 MongoDB简介3

1.1 易于使用3

1.2 易于扩展4

1.3 丰富的功能4

1.4 卓越的性能5

1.5 小结5

第2章 MongoDB基础知识7

2.1 文档7

2.2 集合8

2.2.1 动态模式8

2.2.2 命名9

2.3 数据库10

2.4 启动MongoDB11

2.5 MongoDB shell简介12

2.5.1 运行shell12

2.5.2 MongoDB客户端13

2.5.3 shell中的基本操作14

2.6 数据类型16

2.6.1 基本数据类型16

2.6.2 日期18

2.6.3 数组18

2.6.4 内嵌文档19

2.6.5 _id和ObjectId20

2.7 使用MongoDB shell21

2.7.1 shell小贴士22

2.7.2 使用shell执行脚本23

2.7.3 创建.mongorc.js文件25

2.7.4 定制shell提示26

2.7.5 编辑复合变量26

2.7.6 集合命名注意事项27

第3章 创建、更新和删除文档29

3.1 插入并保存文档29

3.1.1 批量插入29

3.1.2 插入校验30

3.2 删除文档31

3.3 更新文档32

3.3.1 文档替换32

3.3.2 使用修改器34

3.3.3 upsert45

3.3.4 更新多个文档47

3.3.5 返回被更新的文档48

3.4 写入安全机制50

第4章 查询53

4.1 find简介53

4.1.1 指定需要返回的键54

4.1.2 限制55

4.2 查询条件55

4.2.1 查询条件55

4.2.2 OR查询56

4.2.3 ＄not57

4.2.4 条件语义57

4.3 特定类型的查询58

4.3.1 null58

4.3.2 正则表达式59

4.3.3 查询数组59

4.3.4 查询内嵌文档64

4.4 ＄where查询65

4.5 游标67

4.5.1 limit、skip和sort69

4.5.2 避免使用skip略过大量结果70

4.5.3 高级查询选项72

4.5.4 获取一致结果73

4.5.5 游标生命周期75

4.6 数据库命令75

第二部分 设计应用81

第5章 索引81

5.1 索引简介81

5.1.1 复合索引简介84

5.1.2 使用复合索引90

5.1.3 ＄操作符如何使用索引91

5.1.4 索引对象和数组96

5.1.5 索引基数98

5.2 使用explain（）和hint（）98

5.3 何时不应该使用索引103

5.4 索引类型104

5.4.1 唯一索引104

5.4.2 稀疏索引106

5.5 索引管理107

5.5.1 标识索引108

5.5.2 修改索引108

第6章 特殊的索引和集合111

6.1 固定集合111

6.1.1 创建固定集合113

6.1.2 自然排序113

6.1.3 循环游标115

6.1.4 没有_id索引的集合115

6.2 TTL索引116

6.3 全文本索引116

6.3.1 搜索语法119

6.3.2 优化全文本搜索120

6.3.3 在其他语言中搜索121

6.4 地理空间索引121

6.4.1 地理空间查询的类型122

6.4.2 复合地理空间索引123

6.4.3 2d索引123

6.5 使用GridFS存储文件125

6.5.1 GridFS入门126

6.5.2 在MongoDB驱动程序中使用GridFS126

6.5.3 揭开GridFS的面纱127

第7章 聚合129

7.1 聚合框架129

7.2 管道操作符131

7.2.1 ＄match132

7.2.2 ＄project132

7.2.3 ＄group137

7.2.4 ＄unwind140

7.2.5 ＄sort141

7.2.6 ＄limit142

7.2.7 ＄skip142

7.2.8 使用管道142

7.3 MapReduce143

7.3.1 示例1：找出集合中的所有键143

7.3.2 示例2：网页分类145

7.3.3 MongoDB和MapReduce146

7.4 聚合命令148

7.4.1 count149

7.4.2 distinct149

7.4.3 group150

第8章 应用程序设计155

8.1 范式化与反范式化155

8.1.1 数据表示的例子156

8.1.2 基数159

8.1.3 好友、粉丝，以及其他的麻烦事项160

8.2 优化数据操作162

8.2.1 优化文档增长162

8.2.2 删除旧数据164

8.3 数据库和集合的设计164

8.4 一致性管理165

8.5 模式迁移166

8.6 不适合使用MongoDB的场景167

第三部分 复制171

第9章 创建副本集171

9.1 复制简介171

9.2 建立副本集172

9.3 配置副本集176

9.3.1 rs辅助函数178

9.3.2 网络注意事项178

9.4 修改副本集配置178

9.5 设计副本集180

9.6 成员配置选项184

9.6.1 选举仲裁者184

9.6.2 优先级185

9.6.3 隐藏成员186

9.6.4 延迟备份节点187

9.6.5 创建索引187

第10章 副本集的组成189

10.1 同步189

10.1.1 初始化同步190

10.1.2 处理陈旧数据193

10.2 心跳193

10.3 选举195

10.4 回滚195

第11章 从应用程序连接副本集201

11.1 客户端到副本集的连接201

11.2 等待写入复制202

11.2.1 可能导致错误的原因203

11.2.2 “w”的其他值204

11.3 自定义复制保证规则204

11.3.1 保证复制到每个数据中心的一台服务器上204

11.3.2 保证写操作被复制到可见节点中的“大多数”206

11.3.3 创建其他规则206

11.4 将读请求发送到备份节点207

11.4.1 出于一致性考虑207

11.4.2 出于负载的考虑208

11.4.3 何时可以从备份节点读取数据208

第12章 管理211

12.1 以单机模式启动成员211

12.2 副本集配置212

12.2.1 创建副本集212

12.2.2 修改副本集成员213

12.2.3 创建比较大的副本集213

12.2.4 强制重新配置214

12.3 修改成员状态215

12.3.1 把主节点变为备份节点215

12.3.2 阻止选举215

12.3.3 使用维护模式215

12.4 监控复制216

12.4.1 获取状态216

12.4.2 复制图谱218

12.4.3 复制循环220

12.4.4 禁用复制链220

12.4.5 计算延迟221

12.4.6 调整oplog大小222

12.4.7 从延迟备份节点中恢复223

12.4.8 创建索引224

12.4.9 在预算有限的情况下进行复制225

12.4.10 主节点如何跟踪延迟226

12.5 主从模式227

12.5.1 从主从模式切换到副本集模式228

12.5.2 让副本集模仿主从模式的行为228

第四部分 分片233

第13章 分片233

13.1 分片简介233

13.2 理解集群的组件234

13.3 快速建立一个简单的集群235

第14章 配置分片243

14.1 何时分片243

14.2 启动服务器244

14.2.1 配置服务器244

14.2.2 mongos进程245

14.2.3 将副本集转换为分片245

14.2.4 增加集群容量247

14.2.5 数据分片247

14.3 MongoDB如何追踪集群数据248

14.3.1 块范围249

14.3.2 拆分块250

14.4 均衡器254

第15章 选择片键257

15.1 检查使用情况257

15.2 数据分发258

15.2.1 升序片键258

15.2.2 随机分发的片键261

15.2.3 基于位置的片键262

15.3 片键策略263

15.3.1 散列片键264

15.3.2 GridFS的散列片键265

15.3.3 流水策略266

15.3.4 多热点267

15.4 片键规则和指导方针270

15.4.1 片键限制270

15.4.2 片键的势270

15.5 控制数据分发270

15.5.1 对多个数据库和集合使用一个集群270

15.5.2 手动分片272

第16章 分片管理275

16.1 检查集群状态275

16.1.1 使用sh.status查看集群摘要信息275

16.1.2 检查配置信息277

16.2 查看网络连接282

16.2.1 查看连接统计283

16.2.2 限制连接数量283

16.3 服务器管理285

16.3.1 添加服务器285

16.3.2 修改分片的服务器285

16.3.3 删除分片286

16.3.4 修改配置服务器288

16.4 数据均衡289

16.4.1 均衡器289

16.4.2 修改块大小290

16.4.3 移动块290

16.4.4 特大块292

16.4.5 刷新配置295

第五部分 应用管理299

第17章 了解应用的动态299

17.1 了解正在进行的操作299

17.1.1 寻找有问题的操作301

17.1.2 终止操作的执行301

17.1.3 假象302

17.1.4 避免幽灵操作302

17.2 使用系统分析器303

17.3 计算空间消耗305

17.3.1 文档305

17.3.2 集合305

17.3.3 数据库306

17.4 使用mongotop和monogostat307

第18章 数据管理311

18.1 配置身份验证311

18.1.1 身份验证基本原理312

18.1.2 配置身份验证313

18.1.3 身份验证的工作原理314

18.2 建立和删除索引315

18.2.1 在独立的服务器上建立索引315

18.2.2 在副本集上建立索引315

18.2.3 在分片集群上建立索引316

18.2.4 删除索引316

18.2.5 注意内存溢出杀手316

18.3 预热数据317

18.3.1 将数据库移至内存317

18.3.2 将集合移至内存318

18.3.3 自定义预热318

18.4 压缩数据320

18.5 移动集合321

18.6 预分配数据文件322

第19章 持久性323

19.1 日记系统的用途323

19.1.1 批量提交写入操作324

19.1.2 设定提交时间间隔325

19.2 关闭日记系统325

19.2.1 替换数据文件325

19.2.2 修复数据文件326

19.2.3 关于mongod.lock文件326

19.2.4 隐蔽的异常退出327

19.3 MongoDB无法保证的事项327

19.4 检验数据损坏327

19.5 副本集中的持久性329

第六部分 服务器管理333

第20章 启动和停止MongoDB333

20.1 从命令行启动333

20.2 停止MongoDB336

20.3 安全性337

20.3.1 数据加密338

20.3.2 SSL安全连接338

20.4 日志338

第21章 监控MongoDB341

21.1 监控内存使用状况341

21.1.1 有关电脑内存的介绍341

21.1.2 跟踪监测内存使用状况342

21.1.3 跟踪监测缺页中断343

21.1.4 减少索引树的脱靶次数345

21.1.5 IO延迟345

21.1.6 跟踪监测后台刷新平均时间346

21.2 计算工作集的大小347

21.3 跟踪监测性能状况349

21.4 监控副本集352

第22章 备份355

22.1 对服务器进行备份355

22.1.1 文件系统快照355

22.1.2 复制数据文件356

22.1.3 使用mongodump357

22.2 对副本集进行备份359

22.3 对分片集群进行备份360

22.3.1 备份和恢复整个集群360

22.3.2 备份和恢复单独的分片360

22.4 使用mongooplog进行增量备份361

第23章 部署MongoDB363

23.1 设计系统结构363

23.1.1 选择存储介质363

23.1.2 推荐的RAID配置367

23.1.3 CPU368

23.1.4 选择操作系统368

23.1.5 交换空间369

23.1.6 文件系统369

23.2 虚拟化370

23.2.1 禁止内存过度分配370

23.2.2 神秘的内存370

23.2.3 处理网络磁盘的IO问题371

23.2.4 使用非网络磁盘372

23.3 系统配置372

23.3.1 禁用NUMA372

23.3.2 更智能地预读取数据375

23.3.3 禁用大内存页面376

23.3.4 选择一种磁盘调度算法377

23.3.5 不要记录访问时间377

23.3.6 修改限制378

23.4 网络配置379

23.5 系统管理381

23.5.1 时钟同步381

23.5.2 OOM Killer381

23.5.3 关闭定期任务382

附录A 安装MongoDB383

附录B 深入MongoDB387