本书围绕如何用好MongoDB这个复杂命题,利用大部分篇幅讲述了MongoDB在应用开发方面的各种进阶技巧,同时也介绍了MongoDB 4.0版本的事务特性及微服务相关的技术范例。很多基本的数据库问题都可以从MongoDB的官方文档中找到答案,但官方文档中在MongoDB周边技术栈的整合、系统管理及调优方面仍然缺乏一些富有针对性的内容,所以本书在结合一些实践案例的前提下,以开发管理者的角度对MongoDB技术进行了系统地梳理,希望能够让读者的学习达到事半功倍的效果。相信本书会对应用MongoDB的开发人员具有广泛的指导意义。

第1部分 MongoDB入门 第1章 什么是MongoDB 1 1.1 认识MongoDB 1 1.1.1 面向文档设计 1 1.1.2 特性 3 1.1.3 优势 4 1.1.4 需要克服的困难 6 1.2 类比SQL模型 7 1.2.1 数据结构 7 1.2.2 类SQL语句 8 第2章 体验MongoDB 11 2.1 安装MongoDB 11 2.1.1 Linux环境下的安装 11 2.1.2 Windows环境下的安装 15 2.2 使用mongo shell 19 2.3 插入文档 22 2.4 查询文档 24 2.4.1 查询全部数据 24 2.4.2 指定条件查询 25 2.4.3 排序、分页 25 2.4.4 使用投射 25 2.4.5 查询限定符 26 2.5 更新文档 27 2.5.1 update 命令 27 2.5.2 findAndModify命令 29 2.5.3 更新操作符 30 2.6 删除文档 31 2.6.1 删除单个文档 31 2.6.2 删除指定条件文档 31 2.6.3 删除全部文档 32 2.6.4 返回被删除文档 32 2.7 使用聚合 33 2.8 计算文档大小 34 2.8.1 查看集合大小 34 2.8.2 计算文档大小 35 2.9 小技巧——定义mongo shell环境 36 第3章 数据模型 37 3.1 BSON协议与类型 37 3.1.1 JSON 标准 37 3.1.2 BSON和JSON 38 3.1.3 BSON的数据类型 39 3.2 使用日期 40 3.3 ObjectId生成器 41 3.4 数组、内嵌 44 3.4.1 内嵌文档 45 3.4.2 数组 45 3.4.3 嵌套型的数组 47 3.5 固定集合 48 3.5.1 固定集合简介 48 3.5.2 使用示例 49 3.5.3 特征与限制 51 3.5.4 适用场景 52 3.6 小技巧——使用固定集合实现FIFO 队列 52 第4章 索引介绍 56 4.1 索引简述 56 4.2 单键、复合索引 57 4.2.1 单字段索引 57 4.2.2 复合索引 58 4.3 数组索引 58 4.4 地理空间索引 59 4.5 性约束 60 4.6 TTL索引 63 4.7 其他索引特性 64 4.7.1 条件索引 64 4.7.2 稀疏索引(sparse=true) 65 4.7.3 文本索引 66 4.7.4 模糊索引 66 4.8 小技巧——使用explain命令验证 优化 67 第5章 副本集 72 5.1 副本集架构 72 5.2 集群选举 73 5.2.1 Raft选举算法 73 5.2.2 MongoDB 实现的扩展 77 5.2.3 MongoDB选举介绍 77 5.2.4 副本集模式 79 5.3 实时复制 81 5.3.1 oplog复制 81 5.3.2 幂等性 84 5.3.3 复制延迟 84 5.3.4 初始化同步 85 5.3.5 数据回滚 86 5.4 自动故障转移 86 5.5 搭建副本集 89 5.5.1 安装副本集 89 5.5.2 创建用户 92 5.5.3 写入数据 92 5.5.4 主备节点切换 93 5.6 小技巧——检查复制的延迟情况 93 第6章 分片 97 6.1 分片集群架构 97 6.1.1 分片简介 97 6.1.2 分片集群架构 97 6.2 分片策略 98 6.2.1 什么是chunk 99 6.2.2 分片算法 100 6.2.3 分片键的选择 101 6.3 读写分发模式 101 6.3.1 数据分发流程 101 6.3.2 避免广播操作 103 6.3.3 保证索引性 104 6.4 数据均衡 104 6.4.1 均衡的方式 104 6.4.2 chunk 分裂 105 6.4.3 自动均衡 106 6.4.4 数据均衡带来的问题 108 6.5 使用mtools搭建集群 108 6.5.1 mtools 介绍 109 6.5.2 准备工作 109 6.5.3 安装 mtools 109 6.5.4 创建分片集群 110 6.5.5 停止、启动 112 6.6 使用分片集群 112 6.7 小技巧——使用标签 114 6.7.1 分片标签 114 6.7.2 使用场景 115 第2部分 MongoDB微服务开发 第7章 微服务入门 117 7.1 微服务定义 117 7.1.1 什么是微服务 117 7.1.2 理解微服务 117 7.1.3 微服务的通用特性 120 7.1.4 微服务不是“银弹” 121 7.2 微服务基础设施 121 7.2.1 服务注册 121 7.2.2 服务发现 122 7.2.3 API网关 123 7.2.4 服务容错 123 7.2.5 服务监控 124 7.2.6 配置** 124 7.2.7 接口调用 124 7.2.8 容器化 125 7.3 CAP与BASE理论 125 7.3.1 CAP 理论 125 7.3.2 BASE 理论 126 7.4 为什么MongoDB适合微服务 127 第8章 使用Java操作MongoDB 131 8.1 搭建Java开发环境 131 8.1.1 安装JDK 131 8.1.2 安装IDEA 132 8.2 安装Robo 3T 134 8.2.1 Robo 3T介绍 134 8.2.2 下载安装 134 8.2.3 连接数据库 135 8.2.4 操作数据 136 8.3 使用MongoDB Java Driver 137 8.3.1 引入框架 137 8.3.2 连接数据库 137 8.3.3 使用构建器 138 8.4 实例:文章列表的存储与检索 141 8.4.1 集合操作 141 8.4.2 文档操作 143 8.5 异步驱动 146 8.5.1 理解响应式 146 8.5.2 使用响应式流 147 8.6 使用CommandListener检测慢 操作 152 8.7 MongoDB Java Driver的工作原理 155 8.7.1 游标 155 8.7.2 连接池 158 8.7.3 故障转移 160 8.7.4 连接池相关参数 161 8.8 小技巧——如何监视驱动的 连接数 161 第9章 SpringBoot框架整合 165 9.1 SpringBoot简介 165 9.1.1 SpringBoot是什么 165 9.1.2 “脚手架”风格 167 9.2 个SpringBoot项目 168 9.2.1 初始化项目 168 9.2.2 添加启动类 172 9.2.3 编写 Echo 接口 172 9.2.4 配置文件 173 9.2.5 启动程序 174 9.2.6 热加载 175 9.3 Spring Data框架介绍 176 9.3.1 Spring Data 176 9.3.2 Spring Data MongoDB 178 9.4 使用Spring Data MongoDB操作 数据库 179 9.4.1 引入依赖 179 9.4.2 配置文件 180 9.4.3 数据模型 180 9.4.4 数据操作 181 9.4.5 启动测试 183 9.5 **操作 184 9.5.1 实现投射 184 9.5.2 使用 QBE 186 9.5.3 自定义 Repository 方法 187 9.6 自定义配置 190 9.6.1 Spring Boot 通用配置 190 9.6.2 JavaConfig 配置 191 9.6.3 自动配置的原理 192 9.7 实现单元测试 194 9.7.1 使用 flapdoodle.embed.mongo 194 9.7.2 原理解析 198 9.7.3 定制化集成 200 9.8 多数据源 203 9.9 使用审计功能 208 9.9.1 使用注解 208 9.9.2 实现审计 209 9.10 小技巧——自定义数据序列化 方式 210 第10章 项目实战 215 10.1 初始化项目 215 10.2 实现资源抓取 219 10.3 发布RssFeed 229 10.4 统计功能 232 10.5 开发门户界面 235 10.5.1 前端组件 235 10.5.2 RSS门户应用 237 10.5.3 实现后台接口 249 10.6 打包应用程序 252 10.6.1 使用spring-boot-maven- plugin插件 252 10.6.2 使用 assembly 插件 253 第3部分 MongoDB**进阶 第11章 性能基准 257 11.1 性能基准 257 11.1.1 了解基准测试 257 11.1.2 吞吐量、并发数、响应 时间 258 11.2 WiredTiger读写模型 259 11.2.1 读缓存 259 11.2.2 写缓冲 260 11.2.3 缓存页管理 262 11.2.4 数据压缩 264 11.2.5 小结 265 11.3 性能监控工具 265 11.3.1 mongostat 265 11.3.2 mongotop 267 11.3.3 Profiler模块 269 11.3.4 db.currentOp 272 11.4 使用YCSB测试MongoDB性能 277 11.4.1 YCSB 简介 277 11.4.2 执行压力测试 279 11.4.3 生成时序指标序列 284 11.5 使用 nmon监视服务器性能 285 第12章 合理使用索引 288 12.1 索引检索原理 288 12.2 索引检索范例 291 12.3 覆盖索引 295 12.4 查询计划 298 12.4.1 查询计划构成 298 12.4.2 explain 命令 299 12.5 实战:查询案例分析 304 12.6 查询缓存原理 322 12.6.1 工作流程 322 12.6.2 案例 323 12.6.3 内部原理 326 12.7 强制命中 328 12.7.1 使用 hint方法 328 12.7.2 使用IndexFilter方法 329 12.8 索引正交 331 12.9 使用MongoDB Compass 332 12.10 优化原则 333 第13章 并发优化 337 13.1 MongoDB的锁模式 337 13.2 MVCC 340 13.3 原子性操作 342 13.4 乐观锁 345 13.4.1 电影院订座的案例 345 13.4.2 版本号模式 348 13.5 缓解行锁竞争 349 13.6 避免重复数据 353 13.7 那些影响并发的操作 356 第14章 应用设计调优 358 14.1 应用范式设计 358 14.1.1 什么是范式 358 14.1.2 反范式设计 360 14.2 嵌套设计 362 14.2.1 在文档内使用嵌套 362 14.2.2 表达关联 363 14.3 桶模式 365 14.3.1 桶模式 365 14.3.2 桶模式案例 366 14.4 海量数据分页 374 14.4.1 传统分页模式 375 14.4.2 使用偏移量 376 14.4.3 折中处理 380 14.5 批操作 381 14.5.1 批量读 381 14.5.2 批量写 383 14.6 读写分离与一致性 385 14.6.1 读写分离 385 14.6.2 读写关注 387 14.6.3 读自身的写入(Read your own writes) 390 14.6.4 因果一致性 391 14.6.5 小结 392 14.7 聚合范例 392 14.7.1 聚合框架介绍 392 14.7.2 找出重复数据 393 14.7.3 写入中间表 393 14.7.4 表连接(join) 397 14.7.5 使用要点 401 第15章 **特性 402 15.1 Change Stream介绍 402 15.2 Change Stream案例:数据迁移 408 15.2.1 关键点 409 15.2.2 实战:使用 Change Stream 实现增量迁移 410 1