MongoDB权威指南

序

　　10年前，没人能遇见互联网的发展给关系型数据库带来如此多的挑战。我在这个时期亲身经历了在快速发展的大型互联网公司应用MySQL这一过程。开始时只有很少的数据，一台服务器就可以了。然后就得建立复制备份，以便应对大量的读取和不时的宕机。用不了多长时间，就得加一个缓存层，调整所有的查询，投入更多的硬件。

　　最后，你会发现自己需要将数据切分到多个集群上，重新构建大量的应用逻辑以适应这种切分。之后不久，你就发现被自己数个月前设计的数据库结构限制住了。

　　怎么会呢？集群中大量的数据需要更改schema，这会花费很长时间，也需要DBA投入相当多的宝贵时间在上面。在代码中处理要简单一些。但也需要小型团队数月的努力。最后，你会不断地拷问自己有没有更好的方法，或者为什么没有在数据库核心提供更多诸如此类的功能呢？

　　为了应对现在web应用的数据膨胀，开源社区像以往一样提供了太多的“好方法”了。从内存型键值型存储到复杂的可以使用SQL的MySQL/InnoDB变种，无所不有。但选择多了做出正确的选择反而更难了。我自己就研究过其中多种。

　　MongoDB的实用性着实令人着迷。MongoDB并不去迎合所有人的全部需求。它在功能和复杂性之间取得很好的平衡，并且将原先十分复杂的任务大大简化。也就是说，它具备支撑今天主流web应用的关键功能：索引，复制，分片，丰富的查询语法，特别灵活的数据模型。与此同时还不牺牲速度。

　　秉持MongoDB一样的风格，本书简洁明快。MongoDB新手先看第一章简介，马上就能上手。有经验的用户会得益于本书的广度和权威性。对于客户端API和高级的管理话题，如复制，备份和分片，本书都是权威参考手册。

　　因为我最近已经开始在日常工作中使用MongoDB了，所以我相信本书会成为从安装到生产部署分片和复制集群整个MongoDB之旅的好伙伴。任何想仔细研究使用MongoDB的人都会需要这本重要的参考书。

　　——Jeremy Zawodny，Craigslist软件工程师

目录

第1 章　简介　　1
1.1　丰富的数据模型　　1
1.2　容易扩展　　　1
1.3　丰富的功能　　　　2
1.4　不牺牲速度　　　　3
1.5　简便的管理　　　　3
1.6　其他内容　　　3
第2 章　入门　　5
2.1　文档　　5
2.2　集合　　6
2.2.1　无模式　　　　6
2.2.2　命名　　　　7
2.3　数据库　　　8
2.4　启动MongoDB　　9
2.5　MongoDB Shell　　　　　　10
2.5.1　运行shell　　　　10
2.5.2　MongoDB 客户端　　11
2.5.3　shell 中的基本操作　　11
2.5.4　使用shell 的窍门　　　　13
2.6　数据类型　　　　15
2.6.1　基本数据类型　　15
2.6.2　数字　　17
2.6.3　日期　　18
2.6.4　数组　　19
2.6.5　内嵌文档　　　　19
2.6.6　_id 和ObjectId　　　20
第3 章　创建、更新及删除文档　　　23
3.1　插入并保存文档　　　23
3.1.1　批量插入　　　　23
3.1.2　插入：原理和作用　　24
3.2　删除文档　　　　24
3.3　更新文档　　　　25
3.3.1　文档替换　　　　26
3.3.2　使用修改器　　27
3.3.3　Upsert　　　　36
3.3.4　更新多个文档　　38
3.3.5　返回已更新的文档　　38
3.4　瞬间完成　　　　41
3.4.1　安全操作　　　　41
3.4.2　捕获“常规”错误　　42
3.5　请求和连接　　　　43
第4 章　查询　　　　 45
4.1　find 简介　　　　45
4.1.1　指定返回的键　　46
4.1.2　限制　　46
4.2　查询条件　　　　47
4.2.1　查询条件　　　　47
4.2.2　OR 查询　　47
4.2.3　$not　　　　48
4.2.4　条件句的规则　　49
4.3　特定于类型的查询　　　　49
4.3.1　null　　　49
4.3.2　正则表达式　　50
4.3.3　查询数组　　　　51
4.3.4　查询内嵌文档　　53
4.4　$where 查询　　　　55
4.5　游标　　　　56
4.5.2　避免使用skip 略过大量结果　　　58
4.5.3　高级查询选项　　60
4.5.4　获取一致结果　　61
4.6　游标内幕　　　　63
第5 章　索引　　　　 65
5.1　索引简介　　　　65
5.1.1　扩展索引　　　　67
5.1.2　索引内嵌文档中的键　　　　68
5.1.3　为排序创建索引　　　68
5.1.4　索引名称　　　　69
5.2　唯一索引　　　　69
5.2.1　消除重复　　　　69
5.2.2　复合唯一索引　　70
5.3　使用explain 和hint　　70
5.4　索引管理　　　　75
5.5　地理空间索引　　76
5.5.1　复合地理空间索引　　78
5.5.2　地球不是二维平面　　78
第6 章　聚合　　　　 79
6.1　count　　　79
6.2　distinct　　　　79
6.3　group　　　80
6.3.1　使用完成器　　82
6.3.2　将函数做为键使用　　84
6.4　MapReduce　　　　84
6.4.1　例1：找出集合中的所有键　　85
6.4.2　例2： 网页分类　　　　87
6.4.3　MongoDB 和MapReduce　　　87
第7 章　进阶指南　　　　 91
7.1　数据库命令　　　　91
7.1.1　命令的工作原理　　　92
7.1.2　命令参考　　　　92
7.2　固定集合　　　　95
7.2.1　属性及用法　　96
7.2.2　创建固定集合　　96
7.2.3　自然排序　　　　97
7.2.4　尾部游标　　　　98
7.3　GridFS：储存文件　　　　99
7.3.1　开始使用GridFS：mongofiles　　99
7.3.2　通过MongoDB 驱动程序操作GridFS　　　　100
7.3.3　内部原理　　100
7.4　服务器端脚本　　101
7.4.1　db.eval　　101
7.4.2　存储JavaScript 脚本　　　　102
7.4.3　安全性　　103
7.5　数据库引用　　　104
7.5.1　什么是DBRef　　104
7.5.2　示例模式　　104
7.5.3　驱动对DBRef 的支持　　　105
7.5.4　什么时候该使用DBRef 呢　　106
第8 章　管理　　　 107
8.1　启动和停止MongoDB　　107
8.1.1　从命令行启动　　　　107
8.1.2　配置文件　　109
8.1.3　停止MongoDB　　　110
8.2　监控　　　110
8.2.1　使用管理接口　　　　110
8.2.2　serverStatus　　112
8.2.3　mongostat　　113
8.2.4　第三方插件　　　　113
8.3　安全和认证　　　114
8.3.1　认证的基础知识　　114
8.3.2　认证的工作原理　　115
8.3.3　其他安全考虑　　　　116
8.4　备份和修复　　　116
8.4.1　数据文件备份　　　　117
8.4.2　mongodump 和mongorestore　　117
8.4.3　fsync 和锁　　　　118
8.4.4　从属备份　　119
8.4.5　修复　　　　119
第9 章　复制　　　 121
9.1　主从复制　　　　121
9.1.1　选项　　　　122
9.1.2　添加删除源　　　　123
9.2　副本集　　　124
9.2.1　初始化副本集　　　　125
9.2.2　副本集中的节点　　127
9.2.3　故障切换和主节点选举　　　128
9.3　在从服务器上执行操作　　　　129
9.3.1　读扩展　　130
9.3.2　用从节点做数据处理　　130
9.4　工作原理　　　　130
9.4.1　oplog　　131
9.4.2　同步　　　　131
9.4.3　复制状态和本地数据库　　　132
9.4.4　阻塞复制　　132
9.5　管理　　　133
9.5.1　诊断　　　　133
9.5.2　变更oplog 的大小　　　　134
9.5.3　认证复制　　134
第10 章　分片　　 135
10.1　分片简介　　　　135
10.2　MongoDB 中的分片　　　135
10.3　片键　　　137
10.3.1　将已有的集合分片　　137
10.3.2　递增片键还是随机片键 　137
10.3.3　片键对操作的影响　　138
10.4　建立分片　　　　139
10.4.1　启动服务器　　　139
10.4.2　切分数据　　140
10.5　生产配置　　140
10.5.1　健壮的配置　　　141
10.5.2　多个mongos　　　141
10.5.3　健壮的片　　141
10.5.4　物理服务器　　　142
10.6　管理分片　　　　142
10.6.1　配置集合　　142
10.6.2　分片命令　　143
第11 章　应用举例　　　　145
11.1　化学品搜索引擎：Java　　145
11.2　新闻聚合器：PHP　　　　149
11.3　自定义提交表单：Ruby　　154
11.4　实时分析: Python　　157
附录A　安装MongoDB　　　163
附录B　mongo：MongoDB shell　　 167
附录C　深入MongoDB 内部 　　169

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