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本书介绍了NoSQL数据库生态圈体系，包括Redis、MongoDB和HBase，内容涉及开发、运维、管理与架构。“第1篇基于内存的NoSQL数据库”（第1～5章）包括：内存对象缓存技术Memcached、Redis基础、Redis高级特性及原理、Redis集群与高可用和Redis故障诊断与优化。“第2篇基于文档的NoSQL数据库”（第6～10章）包括：MongoDB基础、操作MongoDB的数据、MongoDB的数据建模、MongoDB的管理和MongoDB的集群。“第3篇列式存储NoSQL数据库”（第11～15章）包括：HBase基础、部署与操作HBase、HBase原理剖析、HBase的高级特性和监控与优化HBase集群。

==第1篇  基于内存的NoSQL数据库
 
第1章  内存对象缓存技术Memcached   /2
★1.1  Memcached基础   /2
1.1.1  Memcached的体系架构   /2
1.1.2  Memcached的数据存储方式   /3
★1.2  使用Memcached在内存中缓存数据   /3
1.2.1  【实战】在CentOS上部署Memcached   /4
1.2.2  【实战】使用Telnet操作Memcached   /6
1.2.3  【实战】使用Java操作Memcached   /10
1.2.4  【实战】实现Memcached的客户端路由   /12
★1.3  Memcached集群   /16
1.3.1  【实战】部署Memcached的“主主复制”集群   /16
1.3.2  【实战】使用KeepAlived实现Memcached的高可用   /19

第2章  Redis基础   /25
★2.1  Redis入门   /25
2.1.1  缓存的架构   /26
2.1.2  Redis的优势   /27
2.1.3  Redis与其他Key-Value数据库有何不同   /27
2.1.4  一个典型的Redis应用案例——记录用户的登录次数，查询活跃用户   /27
★2.2  Redis的安装和访问   /29
★2.3  Redis的数据结构   /32
2.3.1  简单动态字符串   /32
2.3.2  跳跃表   /33
2.3.3  压缩列表   /35
2.3.4  整数集合   /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的存储结构   /43
★2.5  键管理   /45
2.5.1  键管理的基本操作   /45
2.5.2  【实战】遍历键   /49
2.5.3  【实战】迁移键   /53

第3章  Redis高级特性及原理   /56
★3.1  消息的发布与订阅   /56
3.1.1  “发布者-订阅者”模式   /56
3.1.2  “生产者-消费者”模式   /59
★3.2  Redis的事务   /60
3.2.1  【实战】使用命令操作Redis的事务   /61
3.2.2  【实战】在事务操作中使用watch功能   /61
3.2.3  【实战】使用Java API操作Redis的事务   /62
★3.3  数据持久化   /63
3.3.1  RDB持久化   /63
3.3.2  AOF持久化   /66
★3.4  使用PipeLine优化请求的传递   /69
★3.5  慢查询日志   /71
3.5.1  慢查询的配置参数   /72
3.5.2 【实战】管理和使用慢查询日志   /73
3.5.3  慢查询日志最佳实践   /74
★3.6  Lua脚本编程语言   /75
3.6.1  Lua基础   /75
3.6.2 【实战】使用Lua脚本实现限流   /76

第4章  Redis集群与高可用   /79
★4.1  Redis主从复制   /79
4.1.1  部署Redis主从复制   /80
4.1.2  Redis主从复制的源码剖析   /82
★4.2  基于哨兵的高可用架构   /84
4.2.1  部署Redis哨兵   /84
4.2.2  哨兵的主要配置参数   /86
4.2.3  哨兵的工作原理   /87
★4.3  Redis Cluster集群   /90
4.3.1  什么是Redis Cluster集群   /90
4.3.2  Redis Cluster集群的体系架构   /90
4.3.3  部署Redis Cluster集群   /92
4.3.4 【实战】操作与管理Redis Cluster集群   /96
4.3.5 【实战】实现Redis Cluster集群的代理分片   /101
★4.4  Codis集群   /103
4.4.1  Codis集群的体系架构   /104
4.4.2  部署Codis集群   /105
4.4.3 【实战】基于Codis集群的主从复制   /109
4.4.4 【实战】基于Codis集群的数据分布式存储   /112

第5章  Redis故障诊断与优化   /115
★5.1  监控Redis   /115
5.1.1  监控Redis的内存   /115
5.1.2  监控Redis的吞吐量   /116
5.1.3  监控Redis的运行时信息   /116
5.1.4  监控Redis的延时   /117
★5.2  删除策略和淘汰策略   /120
5.2.1  内存的删除策略   /120
5.2.2  内存的淘汰策略   /122
★5.3  Hot Key   /124
5.3.1  监控Hot Key   /124
5.3.2  Hot Key的常见处理办法   /125
★5.4  Big Key   /125
★5.5  缓存的更新策略   /126
5.5.1 “maxmemory-policy更新”策略   /126
5.5.2 “超时更新”策略   /126
5.5.3 “主动更新”策略   /126
★5.6  缓存与数据库的数据一致性   /127
5.6.1  数据一致性案例分析   /127
5.6.2  延时双删策略   /128
5.6.3  异步更新缓存   /129
★5.7  分布式锁   /129
★5.8  Redis缓存的常见问题   /131
5.8.1  提高缓存命中率   /131
5.8.2  缓存预热   /131
5.8.3  缓存穿透   /132
5.8.4  缓存雪崩   /132
5.8.5  缓存击穿   /133
 
==第2篇  基于文档的NoSQL数据库
 
第6章  MongoDB基础   /136
★6.1  MongoDB简介   /136
★6.2  部署和使用MongoDB   /137
6.2.1  【实战】在CentOS上安装MongoDB 5.0   /137
6.2.2  【实战】使用配置文件启动MongoDB服务器   /139
6.2.3  【实战】使用JavaScript命令行工具mongoshell   /141
6.2.4  【实战】使用MongoDB图形化工具MongoDB Compass   /145
★6.3  MongoDB中的数据类型   /148
6.3.1  ObjectId类型   /148
6.3.2  日期类型   /149
6.3.3  数值类型   /149
6.3.4  其他数据类型   /151
★6.4  MongoDB的体系结构   /152
6.4.1  逻辑存储结构   /152
6.4.2  物理存储结构   /153
★6.5  MongoDB的存储引擎   /154
6.5.1  WiredTiger存储引擎   /154
6.5.2  MMAP v1存储引擎   /159
6.5.3  In-Memory存储引擎   /161
★6.6  MongoDB的日志——Journal日志   /163

第7章  操作MongoDB中的数据   /164
★7.1  使用DML语句操作数据   /164
7.1.1  使用insert语句插入文档   /164
7.1.2  使用update语句更新文档   /166
7.1.3  使用delete语句删除文档   /167
7.1.4  批处理操作   /168
★7.2  使用DQL语句查询数据   /169
7.2.1  【实战】基本查询   /169
7.2.2  【实战】查询嵌套的文档   /171
7.2.3  【实战】查询数组中的文档   /173
7.2.4  【实战】查询数组中嵌套的文档   /174
7.2.5  【实战】查询空值和缺失的列   /175
7.2.6  【实战】使用游标查询文档   /176
★7.3  全文检索   /177
7.3.1  【实战】执行全文索引   /178
7.3.2  【实战】在全文检索中聚合数据   /179
★7.4  地理空间查询   /181
★7.5  聚合操作   /182
7.5.1  【实战】使用Pipeline方式聚合数据   /182
7.5.2  【实战】使用MapReduce方式聚合数据   /184
7.6  MongoDB中的事务   /189

第8章  MongoDB的数据建模   /190
★8.1  数据库建模基础   /190
8.1.1  MongoDB的数据建模方式   /190
8.1.2  验证MongoDB的数据文档   /191
★8.2  MongoDB数据模型设计   /195
8.2.1  文档的“一对一”关系模型   /195
8.2.2  文档的“一对多”关系模型   /196
8.2.3  文档的树型模型   /196
★8.3  使用MongoDB的索引   /201
8.3.1  了解索引   /201
8.3.2  了解MongoDB中的索引   /202
8.3.3  【实战】在查询中使用单键索引   /205
8.3.4  【实战】在查询中使用多键索引   /206
8.3.5  【实战】在查询中使用复合索引   /207
8.3.6  【实战】在查询中使用过期索引   /210
8.3.7  【实战】在查询中使用全文索引   /212
8.3.8  【实战】在查询中使用地理空间索引   /213

第9章  MongoDB的管理   /216
★9.1  管理MongoDB的运行   /216
9.1.1  【实战】启动MongoDB服务器   /216
9.1.2  【实战】停止MongoDB服务器   /218
★9.2  MongoDB的安全机制   /219
9.2.1   了解MongoDB的用户认证机制   /219
9.2.2  【实战】启用MongoDB的用户认证机制   /219
9.2.3  【实战】在MongoDB中进行用户管理   /221
★9.3  基于角色的访问控制   /223
9.3.1  了解MongoDB中的角色   /223
9.3.2  【实战】基于角色控制用户的访问   /224
★9.4  MongoDB的审计功能   /227
9.4.1  与审计相关的参数   /227
9.4.2  【实战】审计功能举例   /227
★9.5  监控MongoDB的运行   /229
9.5.1  【实战】通过命令行工具监控MongoDB   /229
9.5.2  【实战】通过可视化工具Compass监控MongoDB   /232
★9.6  MongoDB的数据安全   /232
9.6.1  【实战】导入/导出MongoDB的数据   /232
9.6.2  【实战】备份/恢复MongoDB的数据   /235

第10章  MongoDB的集群   /238
★10.1  基于MongoDB复制集实现主从 同步   /238
10.1.1   MongoDB复制集基础   /238
10.1.2   部署MongoDB复制集   /240
10.1.3   管理MongoDB复制集   /247
10.1.4  【实战】MongoDB复制集的选举机制   /253
10.1.5  【实战】Oplog日志和数据的同步   /255
10.1.6  【实战】MongoDB的事务   /257
★10.2  基于MongoDB分片实现数据的分布式存储   /261
10.2.1   MongoDB分片架构   /261
10.2.2  【实战】搭建MongoDB分片架构   /262
10.2.3  【实战】查看配置服务器   /268
10.2.4   片键的选择   /270

 
==第3篇  列式存储NoSQL数据库
 
第11章  HBase基础   /274
★11.1  大数据基础   /274
11.1.1  大数据的基本概念和特性   /274
11.1.2  大数据平台要解决的核心问题   /276
11.1.3  数据仓库与大数据   /278
11.1.4  Hadoop生态圈   /279
★11.2  BigTable（大表）与HBase的数据模型   /281
★11.3  HBase的体系架构   /283
11.3.1  HMaster   /284
11.3.2  Region Server   /284
11.3.3  ZooKeeper   /285
★11.4  部署Hadoop环境   /286
11.4.1  部署前的准备   /287
11.4.2  Hadoop的目录结构   /289
11.4.3 【实战】部署Hadoop伪分布模式   /290
11.4.4 【实战】部署Hadoop全分布模式   /295

第12章  部署与操作HBase   /299
★12.1  在Linux上部署HBase环境   /299
12.1.1  部署HBase的本地模式   /299
12.1.2  部署HBase的伪分布模式   /301
12.1.3  部署HBase的全分布模式   /303
12.1.4  部署HBase的高可用模式   /305
★12.2  使用命令行操作HBase   /307
12.2.1 【实战】基础操作   /307
12.2.2 【实战】DDL操作   /308
12.2.3 【实战】DML操作   /311
★12.3  HBase的Java API   /313
12.3.1 【实战】使用Java API操作HBase   /313
12.3.2 【实战】使用HBase的过滤器过滤数据   /317
12.3.3 【实战】使用MapReduce处理存储在HBase中的数据   /322
★12.4  HBase的图形工具——Web控制台   /325

第13章  HBase原理剖析   /327
★13.1  了解HBase的存储结构   /327
13.1.1  HBase的逻辑存储结构   /328
13.1.2  HBase的物理存储结构   /329
13.1.3  LSM树与Compaction机制   /333
★13.2  HBase读数据的流程   /335
13.2.1  meta表与读取过程   /335
13.2.2  读合并与读放大   /337
★13.3  HBase写数据的流程   /338
★13.4  负载均衡和数据分发的最基本单元Region的管理   /339
13.4.1  Region的状态   /339
13.4.2  Region的拆分   /341
13.4.3  Region的合并   /342
13.4.4  Region拆分的影响   /342
★13.5  HBase的内存刷新策略   /343
13.5.1  Region Server级别的刷新策略   /343
13.5.2  Region级别的刷新策略   /344
13.5.3  按照时间决定的刷新策略   /345
13.5.4  依据WAL文件数量的刷新策略   /345
★13.6  了解HBase的Rowkey   /346
13.6.1  Rowkey的设计原则   /346
13.6.2  HBase表的热点   /347

第14章  HBase的高级特性   /348
★14.1  【实战】使用多版本保存数据   /348
★14.2  【实战】使用HBase的快照   /350
★14.3  【实战】使用Bulk Loading方式导入数据   /352
★14.4  HBase的访问控制   /354
14.4.1  了解HBase的用户权限管理   /354
14.4.2 【实战】HBase的用户权限管理   /355
★14.5  备份HBase的数据   /357
14.5.1 【实战】使用Export/Import备份数据   /358
14.5.2 【实战】使用CopyTable备份数据   /360
★14.6  HBase的计数器   /361
14.6.1 【实战】在hbase shell中使用计数器   /361
14.6.2 【实战】在Java API中使用单计数器   /362
14.6.3 【实战】在Java API中使用多计数器   /363
★14.7  布隆过滤器   /364
14.7.1  布隆过滤器的工作原理   /365
14.7.2  HBase中的布隆过滤器   /366
★14.8 【实战】HBase的主从复制   /366
★14.9  在HBase中使用SQL   /368
14.9.1  安装和使用Phoenix   /369
14.9.2  Phoenix与HBase的映射关系   /371
14.9.3  Phoenix中的索引   /372
14.9.4 【实战】通过JDBC程序访问Phoniex中的数据   /376

第15章  监控与优化HBase集群   /380
★15.1  HBase集群的监控指标   /380
15.1.1  主机监控指标   /381
15.1.2  JVM监控指标   /381
15.1.3  HMaster监控指标   /383
15.1.4  Region Server监控指标   /384
★15.2  利用可视化工具监控HBase集群   /387
15.2.1 【实战】使用Ganglia监控HBase集群   /387
15.2.2 【实战】使用JConsole监控HBase集群   /391
15.2.3 【实战】使用JVisualVM监控HBase集群   /394
★15.3  HBase集群的优化   /397
15.3.1  优化HBase的数据管理   /397
15.3.2  优化HBase的客户端   /401
15.3.3  优化HBase的配置   /402

随着信息技术及互联网行业的不断发展， NoSQL数据库得到了广泛的应用。目前NoSQL数据库已成为数据库领域中非常重要的一员。
笔者拥有多年的教学与实践经验，因此想系统地编写一本NoSQL数据库方面的图书，力求能够系统地介绍NoSQL数据库。通过本书，笔者一方面希望总结自己在NoSQL数据库方面的经验，另一方面希望对相关从业者有所帮助，从而为NoSQL数据库在国内的发展贡献一份力量。

1. 本书特色
（1）一次讲解3种NoSQL数据库。
为了降低读者的学习成本，本书一次讲解了3种NoSQL数据库——Redis、MongoDB及HBase。书中覆盖了这3种技术的核心内容，可以帮助读者快速入门并应对工作中的大部分需求。
（2）主线清晰，循序渐进。
笔者在长期的教学过程中反复修订了自己的讲解主线，发现这样的主线更利于读者顺利地从“入门小白”成为“开发高手”。
（3）突出实战，注重效果。
全书采用“理论+实操”的方式进行讲解，在读者了解了概念、原理和方法后会进行实操，这样真正做到“知行合一”，而不只是停留在“知道”“了解”的层面。
书中还提供了大量来源于真实项目的技术解决方案，这些解决方案可以在实际的生产环境中给技术人员提供相应的指导。
（4）言简意赅，阅读性强。
全书避免了复杂的语法和生僻的辞藻，经过多次打磨，力求做到表达精确、前后内容衔接顺畅，以期让读者可以读得懂、学得会。
（5）深入原理，关注难点和易错点。
本书不只停留在操作层，还深入介绍了NoSQL数据库的底层原理和机制。笔者在教学过程中发现有些内容对于很多学员来说是难点、易错点，所以书中对这些知识进行了详细讲解，希望读者可以很轻松地绕开这些“漩涡”。

2. 版本信息

第1篇 基于内存的NoSQL数据库
安装包的版本信息如下：
★ memcached-1.6.15.tar.gz
★ redis-6.2.6.tar.gz

第2篇 基于文档的NoSQL数据库
安装包的版本信息如下：
★ mongodb-linux-x86_64-rhel70-5.0.6.tgz
★ mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.5.2.tgz
★ mongodb-compass-1.31.0.x86_64.rpm

第3篇 列式存储NoSQL数据库
安装包的版本信息如下：
★ jdk-8u181-linux-x64.tar.gz
★ hadoop-3.1.2.tar.gz
★ hbase-2.2.0-bin.tar.gz
★apache-phoenix-5.0.0-HBase-2.0-bin.tar.gz

3. 读者对象
 数据库技术的自学者	
 培训机构的老师和学员
 数据库管理员	
 高等院校相关专业的老师和学生
 中高级技术人员	
 测试工程师
 开发工程师	
 技术运维人员
 数据库爱好者	
 技术管理人员

尽管笔者在写作过程中尽可能地追求严谨，但仍难免有纰漏之处，欢迎读者关注公众号“IT阅读会”或者扫描下一页的二维码加入本书读者群批评与指正。
       赵渝强
2022年5月于北京

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NoSQL数据库实战派：Redis + MongoDB + HBase