NoSQL數據庫實戰派：Redis + MongoDB + HBase

==第1篇 基於記憶體的 SQL資料庫

第1章 記憶體物件緩存技術Memcached /2
★1.1 Memcached基礎 /2
1.1.1 Memcached的體系架構 /2
1.1.2 Memcached的資料存儲方式 /3
★1.2 使用Memcached在記憶體中緩存資料 /3
1.2.1 【實戰】在CentOS上部署Memcached /4
1.2.2 【實戰】使用Telnet操作Memcached /6
1.2.3 【實戰】使用Java操作Memcached /10
1.2.4 【實戰】實現Memcached的用戶端路由 /12
★1.3 Memcached集群 /16
1.3.1 【實戰】部署Memcached的“主主複製”集群 /16
1.3.2 【實戰】使用KeepAlived實現Memcached的高可用 /19

第2章 Redis基礎 /25
★2.1 Redis入門 /25
2.1.1 緩存的架構 /26
2.1.2 Redis的優勢 /27
2.1.3 Redis與其他Key-Value資料庫有何不同 /27
2.1.4 一個典型的Redis應用案例——記錄使用者的登錄次數，查詢活躍用戶 /27
★2.2 Redis的安裝和訪問 /29
★2.3 Redis的資料結構 /32
2.3.1 簡單動態字串 /32
2.3.2 跳躍表 /33
2.3.3 壓縮列表 /35
2.3.4 整數集合 /36
2.3.5 字典 /37
2.3.6 快表 /38
2.3.7 Stream /40
2.3.8 HyperLogLog /42
2.3.9 RedisObject /43
★2.4 Redis的存儲結構 /43
★2.5 鍵管理 /45
2.5.1 鍵管理的基本操作 /45
2.5.2 【實戰】遍歷鍵 /49
2.5.3 【實戰】遷移鍵 /53

第3章 Redis高級特性及原理 /56
★3.1 消息的發佈與訂閱 /56
3.1.1 “發佈者-訂閱者”模式 /56
3.1.2 “生產者-消費者”模式 /59
★3.2 Redis的事務 /60
3.2.1 【實戰】使用命令操作Redis的事務 /61
3.2.2 【實戰】在事務操作中使用watch功能 /61
3.2.3 【實戰】使用Java API操作Redis的事務 /62
★3.3 資料持久化 /63
3.3.1 RDB持久化 /63
3.3.2 AOF持久化 /66
★3.4 使用PipeLine優化請求的傳遞 /69
★3.5 慢查詢日誌 /71
3.5.1 慢查詢的配置參數 /72
3.5.2 【實戰】管理和使用慢查詢日誌 /73
3.5.3 慢查詢日誌 實踐 /74
★3.6 Lua腳本程式設計語言 /75
3.6.1 Lua基礎 /75
3.6.2 【實戰】使用Lua腳本實現限流 /76

第4章 Redis集群與高可用 /79
★4.1 Redis主從複製 /79
4.1.1 部署Redis主從複製 /80
4.1.2 Redis主從複製的源碼剖析 /82
★4.2 基於哨兵的高可用架構 /84
4.2.1 部署Redis哨兵 /84
4.2.2 哨兵的主要配置參數 /86
4.2.3 哨兵的工作原理 /87
★4.3 Redis Cluster集群 /90
4.3.1 什麼是Redis Cluster集群 /90
4.3.2 Redis Cluster集群的體系架構 /90
4.3.3 部署Redis Cluster集群 /92
4.3.4 【實戰】操作與管理Redis Cluster集群 /96
4.3.5 【實戰】實現Redis Cluster集群的代理分片 /101
★4.4 Codis集群 /103
4.4.1 Codis集群的體系架構 /104
4.4.2 部署Codis集群 /105
4.4.3 【實戰】基於Codis集群的主從複製 /109
4.4.4 【實戰】基於Codis集群的資料分散式存儲 /112

第5章 Redis故障診斷與優化 /115
★5.1 監控Redis /115
5.1.1 監控Redis的記憶體 /115
5.1.2 監控Redis的輸送量 /116
5.1.3 監控Redis的運行時資訊 /116
5.1.4 監控Redis的延時 /117
★5.2 刪除策略和淘汰策略 /120
5.2.1 記憶體的刪除策略 /120
5.2.2 記憶體的淘汰策略 /122
★5.3 Hot Key /124
5.3.1 監控Hot Key /124
5.3.2 Hot Key的常見處理辦法 /125
★5.4 Big Key /125
★5.5 緩存的更新策略 /126
5.5.1 “maxmemory-policy更新”策略 /126
5.5.2 “超時更新”策略 /126
5.5.3 “主動更新”策略 /126
★5.6 緩存與資料庫的資料一致性 /127
5.6.1 資料一致性案例分析 /127
5.6.2 延時雙刪策略 /128
5.6.3 非同步更新緩存 /129
★5.7 分散式鎖 /129
★5.8 Redis緩存的常見問題 /131
5.8.1 提高緩存命中率 /131
5.8.2 緩存預熱 /131
5.8.3 緩存穿透 /132
5.8.4 緩存雪崩 /132
5.8.5 緩存擊穿 /133

==第2篇 基於文檔的 SQL資料庫

第6章 MongoDB基礎 /136
★6.1 MongoDB簡介 /136
★6.2 部署和使用MongoDB /137
6.2.1 【實戰】在CentOS上安裝MongoDB 5.0 /137
6.2.2 【實戰】使用設定檔啟動MongoDB伺服器 /139
6.2.3 【實戰】使用JavaScript命令列工具mongoshell /141
6.2.4 【實戰】使用MongoDB圖形化工具MongoDB Compass /145
★6.3 MongoDB中的資料類型 /148
6.3.1 ObjectId類型 /148
6.3.2 日期類型 /149
6.3.3 數數值型別 /149
6.3.4 其他資料類型 /151
★6.4 MongoDB的體系結構 /152
6.4.1 邏輯存儲結構 /152
6.4.2 物理存儲結構 /153
★6.5 MongoDB的存儲引擎 /154
6.5.1 WiredTiger存儲引擎 /154
6.5.2 MMAP v1存儲引擎 /159
6.5.3 In-Memory存儲引擎 /161
★6.6 MongoDB的日誌——Journal日誌 /163

第7章 操作MongoDB中的資料 /164
★7.1 使用DML語句運算元據 /164
7.1.1 使用insert語句插入文檔 /164
7.1.2 使用update語句更新文檔 /166
7.1.3 使用delete語句刪除文檔 /167
7.1.4 批次處理操作 /168
★7.2 使用DQL語句查詢資料 /169
7.2.1 【實戰】基本查詢 /169
7.2.2 【實戰】查詢嵌套的文檔 /171
7.2.3 【實戰】查詢陣列中的文檔 /173
7.2.4 【實戰】查詢陣列中嵌套的文檔 /174
7.2.5 【實戰】查詢空值和缺失的列 /175
7.2.6 【實戰】使用游標查詢文檔 /176
★7.3 全文檢索 /177
7.3.1 【實戰】執行全文索引 /178
7.3.2 【實戰】在全文檢索中聚合資料 /179
★7.4 地理空間查詢 /181
★7.5 聚合操作 /182
7.5.1 【實戰】使用Pipeline方式聚合資料 /182
7.5.2 【實戰】使用MapReduce方式聚合資料 /184
7.6 MongoDB中的事務 /189

第8章 MongoDB的數據建模 /190
★8.1 資料庫建模基礎 /190
8.1.1 MongoDB的資料建模方式 /190
8.1.2 驗證MongoDB的資料文檔 /191
★8.2 MongoDB資料模型設計 /195
8.2.1 文檔的“一對一”關係模型 /195
8.2.2 文檔的“一對多”關係模型 /196
8.2.3 文檔的樹型模型 /196
★8.3 使用MongoDB的索引 /201
8.3.1 瞭解索引 /201
8.3.2 瞭解MongoDB中的索引 /202
8.3.3 【實戰】在查詢中使用單鍵索引 /205
8.3.4 【實戰】在查詢中使用多鍵索引 /206
8.3.5 【實戰】在查詢中使用複合索引 /207
8.3.6 【實戰】在查詢中使用過期索引 /210
8.3.7 【實戰】在查詢中使用全文索引 /212
8.3.8 【實戰】在查詢中使用地理空間索引 /213

第9章 MongoDB的管理 /216
★9.1 管理MongoDB的運行 /216
9.1.1 【實戰】啟動MongoDB伺服器 /216
9.1.2 【實戰】停止MongoDB伺服器 /218
★9.2 MongoDB的安全機制 /219
9.2.1 瞭解MongoDB的用戶認證機制 /219
9.2.2 【實戰】啟用MongoDB的用戶認證機制 /219
9.2.3 【實戰】在MongoDB中進行用戶管理 /221
★9.3 基於角色的存取控制 /223
9.3.1 瞭解MongoDB中的角色 /223
9.3.2 【實戰】基於角色控制用戶的訪問 /224
★9.4 MongoDB的審計功能 /227
9.4.1 與審計相關的參數 /227
9.4.2 【實戰】審計功能舉例 /227
★9.5 監控MongoDB的運行 /229
9.5.1 【實戰】通過命令列工具監控MongoDB /229
9.5.2 【實戰】通過視覺化工具Compass監控MongoDB /232
★9.6 MongoDB的資料安全 /232
9.6.1 【實戰】導入/匯出MongoDB的數據 /232
9.6.2 【實戰】備份/恢復MongoDB的資料 /235

第10章 MongoDB的集群 /238
★10.1 基於MongoDB複製集實現主從 同步 /238
10.1.1 MongoDB複製集基礎 /238
10.1.2 部署MongoDB複製集 /240
10.1.3 管理MongoDB複製集 /247
10.1.4 【實戰】MongoDB複製集的選舉機制 /253
10.1.5 【實戰】Oplog日誌和資料的同步 /255
10.1.6 【實戰】MongoDB的事務 /257
★10.2 基於MongoDB分片實現資料的分散式存儲 /261
10.2.1 MongoDB分片架構 /261
10.2.2 【實戰】搭建MongoDB分片架構 /262
10.2.3 【實戰】查看配置伺服器 /268
10.2.4 片鍵的選擇 /270


==第3篇 列式存儲 SQL資料庫

第11章 HBase基礎 /274
★11.1 大資料基礎 /274
11.1.1 大資料的基本概念和特性 /274
11.1.2 大資料平臺要解決的核心問題 /276
11.1.3 資料倉庫與大數據 /278
11.1.4 Hadoop生態圈 /279
★11.2 BigTable（大表）與HBase的資料模型 /281
★11.3 HBase的體系架構 /283
11.3.1 HMaster /284
11.3.2 Region Server /284
11.3.3 ZooKeeper /285
★11.4 部署Hadoop環境 /286
11.4.1 部署前的準備 /287
11.4.2 Hadoop的目錄結構 /289
11.4.3 【實戰】部署Hadoop偽分佈模式 /290
11.4.4 【實戰】部署Hadoop全分佈模式 /295

第12章 部署與操作HBase /299
★12.1 在Linux上部署HBase環境 /299
12.1.1 部署HBase的本地模式 /299
12.1.2 部署HBase的偽分佈模式 /301
12.1.3 部署HBase的全分佈模式 /303
12.1.4 部署HBase的高可用模式 /305
★12.2 使用命令列操作HBase /307
12.2.1 【實戰】基礎操作 /307
12.2.2 【實戰】DDL操作 /308
12.2.3 【實戰】DML操作 /311
★12.3 HBase的Java API /313
12.3.1 【實戰】使用Java API操作HBase /313
12.3.2 【實戰】使用HBase的篩檢程式過濾資料 /317
12.3.3 【實戰】使用MapReduce處理存儲在HBase中的資料 /322
★12.4 HBase的圖形工具——Web控制台 /325

第13章 HBase原理剖析 /327
★13.1 瞭解HBase的存儲結構 /327
13.1.1 HBase的邏輯存儲結構 /328
13.1.2 HBase的物理存儲結構 /329
13.1.3 LSM樹與Compaction機制 /333
★13.2 HBase讀數據的流程 /335
13.2.1 meta表與讀取過程 /335
13.2.2 讀合併與讀放大 /337
★13.3 HBase寫資料的流程 /338
★13.4 負載均衡和資料分發的基本單元Region的管理 /339
13.4.1 Region的狀態 /339
13.4.2 Region的拆分 /341
13.4.3 Region的合併 /342
13.4.4 Region拆分的影響 /342
★13.5 HBase的記憶體刷新策略 /343
13.5.1 Region Server級別的刷新策略 /343
13.5.2 Region級別的刷新策略 /344
13.5.3 按照時間決定的刷新策略 /345
13.5.4 依據WAL檔數量的刷新策略 /345
★13.6 瞭解HBase的Rowkey /346
13.6.1 Rowkey的設計原則 /346
13.6.2 HBase表的熱點 /347

第14章 HBase的高級特性 /348
★14.1 【實戰】使用多版本保存資料 /348
★14.2 【實戰】使用HBase的快照 /350
★14.3 【實戰】使用Bulk Loading方式導入資料 /352
★14.4 HBase的存取控制 /354
14.4.1 瞭解HBase的用戶許可權管理 /354
14.4.2 【實戰】HBase的用戶許可權管理 /355
★14.5 備份HBase的資料 /357
14.5.1 【實戰】使用Export/Import備份資料 /358
14.5.2 【實戰】使用CopyTable備份資料 /360
★14.6 HBase的計數器 /361
14.6.1 【實戰】在hbase shell中使用計數器 /361
14.6.2 【實戰】在Java API中使用單計數器 /362
14.6.3 【實戰】在Java API中使用多計數器 /363
★14.7 布隆篩檢程式 /364
14.7.1 布隆篩檢程式的工作原理 /365
14.7.2 HBase中的布隆篩檢程式 /366
★14.8 【實戰】HBase的主從複製 /366
★14.9 在HBase中使用SQL /368
14.9.1 安裝和使用Phoenix /369
14.9.2 Phoenix與HBase的映射關係 /371
14.9.3 Phoenix中的索引 /372
14.9.4 【實戰】通過JDBC程式訪問Phoniex中的資料 /376

第15章 監控與優化HBase集群 /380
★15.1 HBase集群的監控指標 /380
15.1.1 主機監控指標 /381
15.1.2 JVM監控指標 /381
15.1.3 HMaster監控指標 /383
15.1.4 Region Server監控指標 /384
★15.2 利用視覺化工具監控HBase集群 /387
15.2.1 【實戰】使用Ganglia監控HBase集群 /387
15.2.2 【實戰】使用JConsole監控HBase集群 /391
15.2.3 【實戰】使用JVisualVM監控HBase集群 /394
★15.3 HBase集群的優化 /397
15.3.1 優化HBase的資料管理 /397
15.3.2 優化HBase的用戶端 /401
15.3.3 優化HBase的配置 /402

趙渝強，曾任京東大學大資料學院院長、Oracle（中國）高級技術顧問，現專職從事培訓工作。出版了《大資料原理與實戰》《Kafka進階》等書。