一一第1篇 MongoDB环境的理论与实践
一
第1章 初识NoSQL数据库与MongoDB / 2
1.1 初识NoSQL数据库 / 2
一1.1.1 何为NoSQL数据库 / 2
一1.1.2 NoSQL数据库有哪些特征 / 3
一1.1.3 为何NoSQL数据库会崛起 / 4
一1.1.4 NoSQL数据库有哪些种类 / 4
一1.1.5 NoSQL数据库与RDB该怎么选择 / 5
1.2 初识MongoDB / 6
一1.2.1 何为MongoDB / 6
一1.2.2 MongoDB有哪些特性 / 6
一1.2.3 MongoDB适用于哪些场景 / 7
一1.2.4 MongoDB中的对象 / 7
一1.2.5 MongoDB的文档知识 / 9
一1.2.6 MongoDB的数据类型 / 11
一
第2章 部署MongoDB单机版 / 16
2.1 操作系统硬件规格选择 / 16
2.2 部署Windows版MongoDB / 18
一2.2.1 下载软件 / 18
一2.2.2 部署安装版 / 19
一2.2.3 部署免安装版 / 25
2.3 部署Linux版MongoDB / 26
一2.3.1 下载软件 / 26
一2.3.2 启动MongoDB / 27
一2.3.3 配置启动文件 / 28
一2.3.4 启动、终止服务 / 31
一2.3.5 配置单机权限——Auth属性值 / 33
一2.3.6 配置自启动服务 / 35
一
第3章 认识MongoDB集群 / 40
3.1 认识集群 / 40
一3.1.1 从一个日常生活情境着手 / 40
一3.1.2 mongos服务 / 44
一3.1.3 config服务 / 46
一3.1.4 shard服务 / 47
3.2 认识副本集（Replica Set） / 47
一3.2.1 副本集简介 / 48
一3.2.2 高可用（节点故障转移） / 50
一3.2.3 数据读写策略 / 59
3.3 认识分片集（Sharding Cluster） / 63
一3.3.1 分片集简介 / 63
一3.3.2 片键（Shard Key） / 65
一3.3.3 控制数据分发——分片标签 / 67
一3.3.4 平衡器（Balancer） / 68
一
第4章 集群的配置 / 73
4.1 配置副本集 / 73
一4.1.1 了解要配置的架构 / 73
一4.1.2 配置数据副本集（含Arbiter） / 74
一4.1.3 配置内存节点 / 78
4.2 配置分片集群 / 79
一4.2.1 了解要配置的架构 / 79
一4.2.2 配置config副本集 / 81
一4.2.3 配置mongos / 84
一4.2.4 配置集群的权限 / 87
一4.2.5 配置自启动服务 / 88
一4.2.6 设置数据库分片（含指定数据存放分片） / 91
4.3 集群的常用配置 / 93
一4.3.1 查看分片信息状态 / 93
一4.3.2 调整副本集 / 95
一4.3.3 调整分片集群 / 98
一4.3.4 管理平衡器（Balancer） / 99
一4.3.5 让数据在分片间迁移 / 100
一
第5章 优化Linux以提升MongoDB性能 / 101
5.1 实现所有MongoDB Server时间的同步 / 101
一5.1.1 了解时间同步（NTP） / 101
一5.1.2 手动设定时间同步 / 102
一5.1.3 通过服务自动实现时间同步 / 102
5.2 减少时间戳记录 / 103
5.3 关闭磁盘预读功能 / 104
一5.3.1 手动关闭 / 105
一5.3.2 让系统自动关闭 / 105
5.4 关闭内存管理 / 108
一5.4.1 了解标准大页和透明大页 / 108
一5.4.2 在CentOS 7.0中配置THP / 108
5.5 禁用“非统一内存访问”（NUMA） / 109
一5.5.1 NUMA的工作原理 / 109
一5.5.2 查看硬件的NUMA分配节点资源的情况 / 110
一5.5.3 禁用NUMA机制 / 110
一
一一第2篇 数据管理操作
一
第6章 MongoDB基础操作 / 112
6.1 文档的操作 / 112
一6.1.1 插入 / 112
一6.1.2 更新 / 116
一6.1.3 删除 / 120
一6.1.4 基本查询 / 121
一6.1.5 条件查询 / 122
一6.1.6 正则表达式 / 124
一6.1.7 内嵌文档查询 / 126
一6.1.8 数据校验 / 127
一6.1.9 原子性操作 / 129
6.2 集合的操作 / 131
一6.2.1 集合管理 / 131
一6.2.2 固定集合 / 133
6.3 创建索引 / 134
一6.3.1 单字段索引 / 135
一6.3.2 复合索引 / 137
一6.3.3 TTL索引 / 137
一6.3.4 全文本索引 / 138
一6.3.5 地理空间索引 / 139
一6.3.6 Hash索引 / 142
一6.3.7 查询优化诊断 / 142
6.4 常用聚合操作 / 143
一6.4.1 聚合——$group / 144
一6.4.2 显示字段——$project / 145
一6.4.3 数据排序、跳过几个文档、限制显示文档数量——$sort、$skip、$limit / 152
一6.4.4 条件筛选——$match / 152
一6.4.5 多表关联查询——$lookup / 153
一6.4.6 计算文档数量——$count / 155
一6.4.7 展开数组——$unwind / 155
一6.4.8 结果汇入新表——$out / 156
6.5 映射和归约（MapReduce） / 157
一6.5.1 MapReduce介绍 / 157
一6.5.2 范例1：数据汇总 / 158
一6.5.3 范例2：存成数组 / 160
6.6 存储过程 / 162
一6.6.1 保存存储过程 / 162
一6.6.2 查看存储过程 / 163
一6.6.3 执行存储过程 / 163
一
第7章 大文件存储——MongoDB GridFS / 165
7.1 GridFS介绍 / 165
一7.1.1 GridFS如何存储文档 / 165
一7.1.2 认识chunks与files集合 / 166
7.2 GridFS操作 / 167
一7.2.1 通过GridFS上传文件 / 168
一7.2.2 通过GridFS查看文件列表 / 168
一7.2.3 通过GridFS下载文件 / 168
一7.2.4 通过GridFS删除文件 / 169
一7.2.5 通过GridFS查找文件 / 169
一7.2.6 GridFS的其余参数 / 169
7.3 用Python实现GridFS操作 / 170
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一一第3篇 运维与安全管理
一
第8章 数据库安全管理与审计 / 174
8.1 权限管理简介 / 174
8.2 用户管理 / 175
一8.2.1 创建用户与登录 / 175
一8.2.2 修改用户 / 178
一8.2.3 删除用户 / 179
一8.2.4 查询用户 / 180
一8.2.5 授予用户权限 / 183
一8.2.6 撤销用户权限 / 183
8.3 角色管理 / 184
一8.3.1 内建角色 / 184
一8.3.2 创建自定义角色 / 186
一8.3.3 修改自定义角色 / 187
一8.3.4 删除自定义角色 / 188
一8.3.5 查询自定义角色 / 189
一8.3.6 授予角色权限 / 191
一8.3.7 撤销角色权限 / 192
8.4 身份验证 / 193
一8.4.1 SCRAM / 193
一8.4.2 x.509 / 195
8.5 数据加密 / 198
一8.5.1 动态数据加密（传输加密） / 198
一8.5.2 静态数据加密 / 198
8.6 审计 / 198
一8.6.1 审计的启用与配置 / 199
一8.6.2 审计事件与过滤 / 199
8.7 检测安全漏洞 / 200
一
第9章 备份与恢复 / 202
9.1 了解备份/恢复 / 202
9.2 逻辑备份/恢复的常用命令 / 203
一9.2.1 备份/恢复命令 / 203
一9.2.2 导出/导入命令 / 206
9.3 物理备份/恢复的常用命令 / 210
9.4 备份/恢复的具体方案 / 211
一9.4.1 单机的备份/恢复 / 211
一9.4.2 副本集的备份/恢复 / 212
一9.4.3 分片集群的备份/恢复 / 213
一
第10章 监控管理 / 216
10.1 监控MongoDB / 216
一10.1.1 MongoDB自带监控工具 / 217
一10.1.2 mongo shell中的监控指令 / 219
一10.1.3 第三方监控工具 / 223
一10.1.4 免费监控服务 / 224
10.2 官方提供的运维管理系统——MongoDB Ops Manager / 225
一10.2.1 认识Ops Manager / 226
一10.2.2 Ops Manager的功能 / 227
一
第11章 客户端软件 / 231
11.1 官方客户端软件 / 231
一11.1.1 MongoDB Compass简介 / 231
一11.1.2 创建数据库及集合 / 232
一11.1.3 新增集合中的文档及查询数据 / 233
一11.1.4 查询文档 / 233
一11.1.5 进行聚合操作 / 234
一11.1.6 查询执行计划 / 235
一11.1.7 建立数据校验规则 / 236
一11.1.8 进行监控 / 237
11.2 第三方客户端软件 / 238
一11.2.1 Studio 3T for MongoDB / 238
一11.2.2 Robo 3T / 245
一11.2.3 NoSQL Manager / 246
11.3 总结 / 251
一
一一第4篇 应用开发与案例
一
第12章 用Java操作MongoDB / 254
12.1 环境准备 / 254
一12.1.1 环境说明 / 254
一12.1.2 配置MongoDB的Java驱动 / 255
12.2 建立连接与断开连接 / 256
12.3 应用与操作 / 259
一12.3.1 新增文档 / 259
一12.3.2 删除文档 / 261
一12.3.3 修改文档 / 263
12.4 查询文档数据 / 266
一12.4.1 限制查询结果集的大小 / 266
一12.4.2 限制查询返回的字段 / 267
一12.4.3 按条件进行查询 / 267
一12.4.4 对查询结果分页 / 268
一12.4.5 用聚合命令查询文档 / 271
一12.4.6 应用索引查询 / 272
12.5 使用正则表达式 / 275
12.6 批量处理数据 / 276
12.7 创建文档关联查询 / 277
12.8 操作MongoDB GridFS / 279
12.9 小结 / 282
一
第13章 用C#操作MongoDB / 283
13.1 环境准备 / 283
一13.1.1 环境说明 / 283
一13.1.2 配置MongoDB驱动 / 284
13.2 建立连接 / 285
13.3 应用与操作 / 287
一13.3.1 新增文档 / 287
一13.3.2 删除文档 / 289
一13.3.3 修改文档 / 290
13.4 查询文档数据 / 293
一13.4.1 限制查询结果集大小 / 293
一13.4.2 限制查询返回的字段 / 294
一13.4.3 按条件进行查询 / 295
一13.4.4 将查询结果分页显示 / 296
一13.4.5 使用聚合命令查询文档 / 297
一13.4.6 应用索引查询 / 299
13.5 使用正则表达式 / 301
13.6 批量处理数据 / 302
13.7 创建文档关联查询 / 302
13.8 操作MongoDB GridFS / 304
13.9 小结 / 307
一
第14章 用Python操作MongoDB / 308
14.1 环境准备 / 309
一14.1.1 安装Python / 309
一14.1.2 安装pymongo / 310
14.2 建立连接与断开连接 / 310
14.3 应用与操作 / 311
一14.3.1 新增文档 / 311
一14.3.2 删除文档 / 315
一14.3.3 修改文档 / 316
14.4 查询文档数据 / 318
一14.4.1 限制查询结果集大小 / 318
一14.4.2 限制查询返回的字段 / 320
一14.4.3 用复杂条件进行查询 / 322
一14.4.4 将查询结果分页显示 / 323
一14.4.5 用聚合方法查询文档 / 325
一14.4.6 用索引查询 / 326
14.5 使用正则表达式 / 331
14.6 批量处理数据 / 333
14.7 创建文档关联查询 / 336
14.8 操作MongoDB GridFS / 339
14.9 小结 / 341
一
第15章 用Node.js操作MongoDB / 342
15.1 准备环境 / 342
一15.1.1 安装Node.js / 342
一15.1.2 安装MongoDB包 / 344
15.2 建立与断开连接 / 344
15.3 应用与操作 / 347
一15.3.1 新增文档 / 347
一15.3.2 删除文档 / 350
一15.3.3 修改文档 / 351
15.4 查询文档 / 354
一15.4.1 限制查询结果集大小 / 354
一15.4.2 限制查询字段 / 357
一15.4.3 查询条件使用 / 358
一15.4.4 将查询结果分页 / 359
一15.4.5 使用聚合方法查询文档 / 361
一15.4.6 用索引进行查询 / 362
15.5 使用正则表达式 / 365
15.6 批量处理数据 / 366
15.7 创建文档关联查询 / 368
15.8 操作MongoDB GridFS / 369
15.9 小结 / 371
一
第16章 实际应用案例 / 372
16.1 搭建跨区域数据中心 / 372
一16.1.1 需求描述 / 372
一16.1.2 架构设计 / 373
一16.1.3 架构配置 / 375
16.2 用MongoDB实现流式数据处理 / 378
一16.2.1 任务与目标 / 378
一16.2.2 问题展开 / 378
一16.2.3 解决方案 / 379
一16.2.4 代码编写 / 382
16.3 用“Node.js+MongoDB”实现高并发的网络聊天室 / 386
一16.3.1 需求描述 / 386
一16.3.2 解决方案 / 387
16.3.3 MongoDB应用 / 387
一16.3.4 代码编写 / 389