NOSQL数据库技术

本书是以最新非关系型数据库准则、软件开发动态以及企业实际应用场景为指导进行编写的，主要满足高等职业教育软件技术、大数据应用开发、人工智能专业数据存储、分析、挖掘等课程的教学需要。本书编写团队以NoSQL技术的综合应用倒推理论知识，以项目贯穿、任务驱动进行内容组织，以MongoDB和Redis数据库为依托入门，由点到面、由浅入深，通过7个单元的内容，介绍了NoSQL基础知识、分布式架构、MongoDB和Redis数据库的理论与操作。相较于市面上已经出版的同类书籍，本书在难度和深度上更适用于职业教育。此外，本书强调理实一体化，以注重引领学生举一反三、即学即用、提高综合技术素质为要点，我们基于MongoDB、Redis分别编写了一个Java开发实训项目，使读者真正做到学以致用。本书内容翔实、结构清晰、代码完整，配套资源丰富，既适合想全面了解NoSQL知识的高校学生、教师及相关IT工程师参考学习，也适合作为其他对NoSQL数据库感兴趣的技术人员的入门参考用书。

单元1　NoSQL数据库技术简介 1 学习目标 1 任务1.1　认识NoSQL 1 任务情境 1 【任务场景】 1 【任务布置】 1 任务准备 1 1.1.1 了解NoSQL的发展史 1 1.1.2 学习NoSQL的相关术语 3 1.1.3 了解NoSQL的基础理论 4 1.1.4 了解NoSQL的种类与特性 5 任务1.2 认识MongoDB 8 任务情境 8 【任务场景】 8 【任务布置】 8 任务准备 8 1.2.1 了解文档型数据库MongoDB 8 1.2.2 学习MongoDB的相关术语 9 1.2.3 了解MongoDB的特点 11 1.2.4 了解MongoDB的体系结构 12 任务1.3 认识Redis 13 任务情境 13 【任务场景】 13 【任务布置】 14 任务准备 14 1.3.1 了解键值存储数据库Redis 14 1.3.2 学习Redis的存储结构 15 1.3.3 了解Redis的特点与优势 17 1.3.4 了解Redis的适用场景 17 归纳总结 18 在线测试 19 单元2　MongoDB入门 20 学习目标 20 任务2.1 搭建MongoDB开发环境 20 任务情境 20 【任务场景】 20 【任务布置】 20 任务准备 20 2.1.1 安装MongoDB 20 2.1.2 启动与运行MongoDB 26 2.1.3 操作MongoDB命令行 28 任务实施 31 【工作流程】 31 【操作步骤】 31 任务评价 31 任务拓展 32 任务2.2 操作MongoDB数据库文档 32 任务情境 32 【任务场景】 32 【任务布置】 32 任务准备 32 2.2.1 插入操作 32 2.2.2 删除操作 37 2.2.3 更新操作 41 2.2.4 查询操作 43 任务实施 49 任务评价 51 任务拓展 51 任务2.3 通过Java访问MongoDB数据库 51 任务情境 51 【任务场景】 51 【任务布置】 51 任务准备 52 2.3.1 部署Java开发环境 52 2.3.2 使用Java连接MongoDB 52 2.3.3 使用Java操作基本指令 56 任务实施 57 任务评价 57 任务2.4 使用MongoRepository操作MongoDB数据 58 任务情境 58 【任务场景】 58 【任务布置】 58 任务准备 59 2.4.1 MongoRepository简介 59 2.4.2 MongoRepository常用方法 60 任务实施 61 任务评价 64 任务拓展 65 任务2.5 使用MongoTemplate操作MongoDB数据 65 任务情境 65 【任务场景】 65 【任务布置】 65 任务准备 65 2.5.1 MongoTemplate简介 65 2.5.2 MongoTemplate常用方法 67 任务实施 68 任务评价 75 任务拓展 75 归纳总结 76 在线测试 76 单元3　MongoDB进阶 77 学习目标 77 任务3.1　高级索引 77 任务情境 77 【任务场景】 77 【任务布置】 77 任务准备 78 3.1.1 单字段索引 78 3.1.2 复合索引 81 3.1.3 其他索引类型 82 3.1.4 索引执行计划查询 86 任务实施 88 任务评价 90 任务拓展 90 任务3.2 聚合 91 任务情境 91 【任务场景】 91 【任务布置】 91 任务准备 91 3.2.1 Pipeline方法 91 3.2.2 MapReduce方法 95 任务实施 97 任务评价 98 任务拓展 98 任务3.3 部署分布式集群 98 任务情境 98 【任务场景】 98 【任务布置】 98 任务准备 99 3.3.1 集群架构 99 3.3.2 部署环境准备 101 3.3.3 使用Docker搭建 104 任务实施 107 任务评价 107 任务拓展 108 归纳总结 109 在线测试 109 单元4　MongoDB综合应用 110 学习目标 110 任务4.1 超市库存管理系统设计 110 任务情境 110 【任务场景】 110 【任务布置】 110 任务准备 110 4.1.1 系统功能设计 110 4.1.2 数据库设计 111 任务实施 112 任务评价 115 任务拓展 115 任务4.2 增删产品信息数据 116 任务情境 116 【任务场景】 116 【任务布置】 116 任务准备 116 4.2.1 添加产品信息 116 4.2.2 根据索引删除产品 118 任务实施 121 任务评价 121 任务拓展 121 任务4.3 查询产品信息数据 122 任务情境 122 【任务场景】 122 【任务布置】 122 任务准备 122 4.3.1 查询产品数据 122 4.3.2 使用索引优化查询 124 任务实施 126 任务评价 126 任务拓展 126 归纳总结 126 单元5　Redis入门 127 学习目标 127 任务5.1 搭建Redis开发环境 127 任务情境 127 【任务场景】 127 【任务布置】 127 任务准备 127 5.1.1 在Windows环境中安装Redis 127 5.1.2 在Linux环境中安装Redis 132 任务实施 136 任务评价 139 任务拓展 140 任务5.2 使用常见Redis数据类型 140 任务情境 140 【任务场景】 140 【任务布置】 140 任务准备 140 5.2.1 字符串 140 5.2.2 列表 142 5.2.3 集合 144 5.2.4 哈希 147 5.2.5 有序集合 149 任务实施 151 任务评价 153 任务拓展 153 任务5.3 使用RedisTemplate操作Redis数据 154 任务情境 154 【任务场景】 154 【任务布置】 154 任务准备 154 5.3.1 RedisTemplate简介 154 5.3.2 RedisTemplate常用方法 155 任务实施 159 任务评价 161 任务拓展 162 任务5.4 使用StringRedisTemplate操作Redis数据 162 任务情境 162 【任务场景】 162 【任务布置】 162 任务准备 162 5.4.1 StringRedisTemplate简介 162 5.4.2 StringRedisTemplate常用方法 163 任务实施 164 任务评价 166 任务拓展 166 归纳总结 167 在线测试 167 单元6　Redis进阶 168 学习目标 168 任务6.1 使用Redis事务 168 任务情境 168 【任务场景】 168 【任务布置】 168 任务准备 168 6.1.1 Redis事务介绍 168 6.1.2 Redis事务中的错误 170 6.1.3 Redis中的WATCH 171 任务实施 172 任务评价 178 任务拓展 178 任务6.2 扩展Redis性能 179 任务情境 179 【任务场景】 179 【任务布置】 180 任务准备 180 6.2.1 Redis集群简介 180 6.2.2 一致性保证 181 任务实施 182 任务评价 184 任务拓展 184 任务6.3 持久化Redis数据 185 任务情境 185 【任务场景】 185 【任务布置】 185 任务准备 185 6.3.1 Redis持久化 185 6.3.2 持久化策略选择 186 任务实施 186 【工作流程】 186 【操作步骤】 186 归纳总结 188 在线测试 188 单元7　Redis综合应用 189 学习目标 189 任务7.1 实现session共享 189 任务情境 189 【任务场景】 189 【任务布置】 189 任务准备 189 7.1.1 构建用户登录服务 189 7.1.2 使用Redis实现session共享 191 任务实施 193 【工作流程】 193 【操作步骤】 193 任务评价 197 任务拓展 198 任务7.2 实现网页缓存 198 任务情境 198 【任务场景】 198 【任务布置】 198 任务准备 198 7.2.1 模拟复杂业务场景 198 7.2.2 实现页面缓存 199 任务实施 200 【工作流程】 200 【操作步骤】 200 任务评价 205 任务拓展 205 归纳总结 206