MongoDB学习之旅十：MongoDB Capped Collection

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1、简单介绍
    capped collections 是性能出色的有着固定大小的集合，以LRU(Least Recently Used 最近最少使用)规则和插入顺序进行age-out(老化移出)处理，自动维护集合中对象的插入顺序，在创建时要预先指定大小。如果空间用完，新添加的对象将会取代集合中最旧的对象。

    2、功能特点
    可以插入及更新，但更新不能超出collection 的大小，否则更新失败。不允许删除，但是可以调用drop() 删除集合中的所有行，但是drop 后需要显式地重建集合。在32 位机上，一个capped collection 的最大值约为482.5M，64 位上只受系统文件大小的限制。

    3、常见用处
   （1）logging
    MongoDB 中日志机制的首选，MongoDB 没有使用日志文件，而是把日志事件存储在数据库中。在一个没有索引的capped collection 中插入对象的速度与在文件系统中记录日志的速度相当。

   （2）cache
    缓存一些对象在数据库中，比如计算出来的统计信息。这样的需要在collection 上建立一个索引，因为使用缓存往往是读比写多。

   （3）auto archiving

    可以利用capped collection 的age-out 特性，省去了写cron 脚本进行人工归档的工作。

    4、推荐用法
   （1）为了发挥capped collection 的最大性能，如果写比读多，最好不要在上面建索引，否则插入速度从"log speed"降为"database speed"。
   （2）使用"nature ordering"可以有效地检索最近插入的元素，因为capped collection 能够保证自然排序就是插入时的顺序，类似于log 文件上的tail 操作。

    5、注意事项

   （1）可以在创建capped collection 时指定collection 中能够存放的最大文档数。但这时也要指定size，因为总是先检查size 后检查maxRowNumber。可以使用validate()查看一个collection已经使用了多少空间，从而决定size 设为多大。如：
    db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000, max:100});
    db.mycoll.validate();max=1 时会往collection 中存放尽量多的documents。

   （2）上述的createCollection 函数也可以用来创建一般的collection ， 还有一个参数"autoIndexID"，值可以为"true"和"false"来决定是否需要在"_id"字段上自动创建索引，如：
    db.createCollection("mycoll", {size:10000000, autoIndexId:false})。
    默认情况下对一般的collection 是创建索引的，但不会对capped collection 创建。

    6、Capped Collection实际应用，以下内容为转载！

    MongoDB 支持 Capped Collection，一种固定大小的集合，当集合的大小达到指定大小时，新数据覆盖老数据，MongoDB Replica set 中的 oplog 就是 Capped Collection 类型。

   --1 查看 oplog 是否是 Capped Collection
[mongo@redhatB ~]$ mongo 127.0.0.1:27018  
MongoDB shell version: 2.2.1  
connecting to: 127.0.0.1:27018/test  
rs0:PRIMARY> use local;  
switched to db local  
rs0:PRIMARY> show collections;  
me  
oplog.rs  
replset.minvalid  
slaves  
system.indexes  
system.replset  
rs0:PRIMARY> db.oplog.rs.isCapped();  
true  
   备注：通过 db.collection.isCapped() 命令可以查看一个集合是否是 Capped Collection 。
   Capped Collection 具有以下特性，在使用的时候需要注意：
   1 不可以对 Capped Collection 进行分片。
   2 在 2.2 版本以后，创建的Capped Collection 默认在  _id 字段上创建索引，而在 2.2 版本或以前没有。
   3 在 Capped Collection 插入文档后可以进行更新(update)操作，当更新不能导致原来文档占用
       空间增长，否则更新失败。     
   4 不可以对 capped collection 执行删除文档操作，但可以删除整个集合。   
   接下来会测试其中的部分特性。

   --2 创建 Capped Collection
rs0:PRIMARY> db.createCollection("mycoll1",{capped:true,size:1024});   
{ "ok" : 1 }  
   备注：通过 db.createCollection 命令创建 Capped Collection 集合，创建时必须指定集合大小，用于预先分配空间。

   --3 查看一个集合是否是 Capped Collection
   可以通过以下两种方法查看一个集合是否是 Capped Collection 。
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.isCapped();  
true  
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.stats();  
{  
     "ns" : "test.mycoll1",  
     "count" : 0,  
     "size" : 0,  
     "storageSize" : 4096,  
     "numExtents" : 1,  
     "nindexes" : 1,  
     "lastExtentSize" : 4096,  
     "paddingFactor" : 1,  
     "systemFlags" : 1,  
     "userFlags" : 0,  
     "totalIndexSize" : 8176,  
     "indexSizes" : {  
             "_id_" : 8176  
     },  
     "capped" : true,  
     "max" : 2147483647,  
     "ok" : 1  
}  
   备注："capped" 属性为 true 表示是 Capped Collection 。

   --4 测试：插入记录
rs0:PRIMARY>  for (var i = 1; i <= 10000; i++) db.mycoll1.save({id : i, name : 'francs'});  
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.find().count();  
56  
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.find();  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db7f"), "id" : 9945, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db80"), "id" : 9946, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db81"), "id" : 9947, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db82"), "id" : 9948, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db83"), "id" : 9949, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db84"), "id" : 9950, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db85"), "id" : 9951, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db86"), "id" : 9952, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db87"), "id" : 9953, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db88"), "id" : 9954, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db89"), "id" : 9955, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8a"), "id" : 9956, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8b"), "id" : 9957, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8c"), "id" : 9958, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8d"), "id" : 9959, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8e"), "id" : 9960, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8f"), "id" : 9961, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db90"), "id" : 9962, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db91"), "id" : 9963, "name" : "francs" }  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db92"), "id" : 9964, "name" : "francs" }  
Type "it" for more  
   备注：由于限制了集合大小不小，目标插入 10000 条，结果只插入了 56 条数据，并且老数据被新数据覆盖。另外不可以删除 Capped Collection 的文档，下面测试下。

   --5  测试： 删除 capped collection 中的文档
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.remove({id:9956});  
canot remove from a capped collection   
   备注：删除文档时抛出异常。

   --6  测试：更新 capped collection 中的文档
[plain] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.find({id:9956});  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8a"), "id" : 9956, "name" : "francs" }  
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.update({id:9956},{$set:{name:'aaa_francs'}});  
failing update: objects in a capped ns cannot grow  
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.update({id:9956},{$set:{name:'bbb'}});  
rs0:PRIMARY> db.mycoll1.find({id:9956});  
{ "_id" : ObjectId("50b811cf68b1911e7096db8a"), "id" : 9956, "name" : "bbb" }  
   备注：这里正好验证了特性3，更新后的值不能超过原有空间，否则更新失败。

   --7 官网参考
   http://docs.mongodb.org/manual/core/capped-collections/