如何在Ubuntu 14.04上安装和使用ArangoDB

原创

朝朝

修改于 2018-09-30 10:38:47

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修改于 2018-09-30 10:38:47

文章被收录于专栏：云计算教程系列云计算教程系列

介绍

ArangoDB是一个NoSQL数据库。它创建于2011年，当时已有许多NoSQL数据库，其目标是成为一个涵盖各种用例的综合数据库解决方案。

ArangoDB的核心是文档存储，但这只是一个开始。您可以使用完整的查询语言（名为AQL）查询数据，进行符合ACID的事务，以JavaScript应用程序及其嵌入式V8的形式添加自定义HTTP端点等。

由于ArangoDB具有很多功能，因此最初可能会令人生畏，但是再看它，就会觉得并不复杂。本文将帮助您安装ArangoDB，并简要介绍如何使用它的一些核心功能。

完成本教程后，您应该能够：

在Ubuntu 14.04上安装ArangoDB
配置ArangoDB以进行基本使用
插入，修改和查询数据

核心概念

在整篇文章中，我们将使用一些核心概念。在ArangoDB上构建项目之前，您可能想要熟悉它们：

文档存储：ArangoDB将数据存储在文档中，与关系数据库存储数据的方式形成对比。文档是由键值对组成的任意数据结构。该键是一个字符串名称的价值（如在关系数据库中的列）。该值可以是任何数据类型，甚至另一个文档。文档未绑定到任何架构。
查询语言：使用API或查询语言与您的数据交互。虽然前者为API用户留下了许多细节，但查询语言将详细信息移交给数据库。在关系数据库中，SQL是查询语言的示例。
ACID：四个属性Atityity，Consistency，Isolation 和Durability描述了数据库事务的保证。ArangoDB支持符合ACID的事务。
V8：支持Chrome的谷歌JavaScript引擎也可以轻松嵌入到其他软件中。在ArangoDB中使用它可以在数据库中使用JavaScript。ArangoDB的大部分内部功能都是使用JavaScript构建的。
HTTP API：ArangoDB提供HTTP API以允许客户端与数据库进行交互。API是面向资源的，可以使用JavaScript进行扩展。

准备

在开始之前，请确保正确设置CVM：

使用Ubuntu 14.04 x64创建腾讯云CVM
添加一个具有sudo权限的用户

有服务器的同学可以在这里购买，不过我个人更推荐您使用免费的腾讯云开发者实验室进行试验，学会安装后再购买服务器。

现在，您应该使用新创建的用户登录服务器。本教程中的所有示例都可以从用户的主目录中执行：

cd ~

第1步 - 安装ArangoDB

ArangoDB是为许多操作系统和发行版预先构建的。有很大的机会你不需要从源代码构建它。在本教程中，我们将使用Ubuntu 14.04 x64。

由于ArangoDB使用OpenSUSE的构建服务，首先要下载其存储库的公钥：

wget https://www.arangodb.com/repositories/arangodb2/xUbuntu_14.04/Release.key

您需要sudo权限来安装密钥：

sudo apt-key add Release.key

接下来添加apt存储库并更新索引：

sudo apt-add-repository 'deb https://www.arangodb.com/repositories/arangodb2/xUbuntu_14.04/ /'
sudo apt-get update

安装ArangoDB：

sudo apt-get install arangodb

我们可以通过查询HTTP API来检查一切是否顺利：

curl http://localhost:8529/_api/version

以下输出表明ArangoDB已启动并正在运行：

{"server":"arango","version":"2.5.5"}

第2步 - 使用arangosh访问命令行

ArangoDB与一个命令行客户端arangosh一起使用，它通过其JavaScript运行时为您提供对数据库的完全访问权限。您可以使用它在生产中运行管理任务或脚本。

它也非常适合开始使用ArangoDB及其核心功能。要继续，请开始类似这样的arangosh会话：

arangosh

结果基本上是一个JavaScript shell，您可以在其中运行任意JavaScript代码。例如，添加两个数字：

23 + 19

你会得到这个结果：

如果您想深入了解此主题，请再shell中键入tutorial。

第3步 - 添加数据库用户

出于安全原因，只能从arangosh命令行界面添加用户。你应该仍然在上一步的arangoshshell中。

现在让我们添加一个新用户sammy。该用户可以访问整个数据库。现在可以，但您可能希望在生产环境中创建更多有限的用户。使用一个安全的password。

require("org/arangodb/users").save("sammy", "password");

现在退出arangoshshell：

exit

第4步 - 配置Web界面

ArangoDB附带一个非常强大的Web界面。它提供监控功能，数据浏览，交互式API文档，强大的查询编辑器，甚至集成arangosh。我们将专注于使用Web界面来提醒本教程。

为了使Web界面易于访问，我们需要做一些准备工作：

启用身份验证
将ArangoDB绑定到公共网络接口

启用身份验证

与许多其他NoSQL数据库一样，ArangoDB也禁用了身份验证。如果你在一个共享的环境中运行ArangoDB和/或要使用的Web界面，这时强烈建议启用身份验证。

激活/etc/arangodb/arangod.conf文件中的身份验证。您可以运行此命令来创建备份文件并将disable-authentication参数设置为no：

sudo sed -i.bak 's/disable-authentication = yes/disable-authentication = no/g' /etc/arangodb/arangod.conf

或者，使用文本编辑器将disable-authentication参数设置为no。

重启数据库：

sudo service arangodb restart

将ArangoDB绑定到公共网络接口

配置ArangoDB以侦听公共网络接口。首先，打开/etc/arangodb/arangod.conf文件进行编辑：

sudo nano /etc/arangodb/arangod.conf

找到活动的endpoint行，该行应位于示例部分下方的块[server]的末尾。使用您自己的服务器的IP地址和端口8529更新如下所示的设置。

. . .

endpoint = tcp://your_server_ip:8529

由于arangosh使用自己的默认配置，我们还需要更改/etc/arangodb/arangosh.conf文件中的端点：

sudo nano /etc/arangodb/arangosh.conf

再次确保endpoint行设置为tcp://your_server_ip:8529。

pretty-print = true

[server]
endpoint = tcp://your_server_ip:8529
disable-authentication = true

. . .

如果您更愿意运行两个多部分，一行命令来更新这两个文件，则可以改为运行以下命令：

sudo sed -i.bak "s/^endpoint = .*/endpoint = tcp:\/\/$(sudo ifconfig eth0 | grep "inet " | cut -d: -f 2 | awk '{print $1}'):8529/g" /etc/arangodb/arangod.conf

sudo sed -i.bak "s/^endpoint = .*/endpoint = tcp:\/\/$(sudo ifconfig eth0 | grep "inet " | cut -d: -f 2 | awk '{print $1}'):8529/g" /etc/arangodb/arangosh.conf

这些神秘的命令将提取当前的公共IP地址并替换默认的绑定地址（127.0.0.1）。不用担心，-i.bak选项会在更改配置之前创建更新。

现在再次重启ArangoDB：

sudo service arangodb restart

步骤5 - 访问ArangoDB Web界面

现在您应该能够在浏览器中访问Web界面：

http://your_server_ip:8529

请使用您在步骤3中为数据库创建的用户名和密码登录。

警告：虽然我们设置了身份验证，但传输尚未得到保护。在生产中，如果您从其他主机访问ArangoDB，则应设置TLS加密。

您应该看到的第一个屏幕是仪表板，其中包含有关数据库服务器的基本指标：

在顶部导航的中心，您将看到DB：_system。这表示当前选择的数据库。默认值是_system数据库。某些管理任务只能在_system数据库中执行。

对于以下部分，我们将创建一个可供使用的数据库。将鼠标悬停在DB：_system菜单项上，然后单击Manage DBs链接。

在下一页上单击添加数据库按钮。填写表单以创建名为music_library的数据库。您必须在此对话框中输入与以前相同的用户名和密码，否则您将无法在以后访问新数据库：

我们现在开始实际上用ArangoDB做一些事情。

第6步 - 使用arangosh执行CRUD操作

我们暂时退出Web界面并返回到arangosh命令行界面以涵盖ArangoDB中的基本CRUD操作。稍后我们将再次在Web界面中介绍相同的操作，但在shell中执行此操作有助于我们更好地理解工作原理。

要继续，请返回服务器的命令行。使用您的用户名和密码连接到新数据库music_library：

arangosh --server.database music_library --server.username sammy --server.password password

创建文档集合

如果您来自关系数据库背景，则Collection是ArangoDB等效于SQL数据库中的表。我们将创建一个集合来存储我们音乐库中的歌曲：

db._createDocumentCollection('songs')

ArangoDB提供了一系列管理集合的方法。目前大多数都不太有趣，但是当你进一步进入ArangoDB时，请看看它们。目前，我们将专注于CRUD操作（创建，读取，更新和删除） - 即如何将实际数据输入和输出数据库。

创建文档

在基于SQL的数据库中有行的地方，ArangoDB有文档。ArangoDB中的文档是JSON对象。每个文档与集合相关联，并有三个核心属性：_id，_rev，和_key。

文档在数据库中由其文档句柄唯一标识，该文档句柄由集合了名称和_key由/分隔而成。文档句柄存储在文档的字段_id中。无论是_key还是_id都类似于在关系数据库中的主键。

注意：如果您自己未指定内容，ArangoDB将为每个文档创建一个_key。您可以根据需要指定自定义_key，但需要确保它是唯一的。在本教程中，我们将_key明确设置，以便更轻松地复制和粘贴示例。

让我们将第一个文档添加到songs集合中：

db.songs.save(
{ title: "Immigrant Song", album: "Led Zeppelin III", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 143, _key: "immigrant_song" }
)

{ 
  "error" : false, 
  "_id" : "songs/immigrant_song", 
  "_rev" : "11295857653", 
  "_key" : "immigrant_song" 
}

db对象将所有集合保存为属性。每个集合都提供与该集合中的文档进行交互的功能。save函数接受任何JSON对象并将其作为文档存储在集合中，返回上述核心属性以及是否发生了错误。每个操作的返回也是一个JSON对象。

为了后续操作，我们需要更多的文件。只需复制并粘贴下一个代码段，即可向数据库添加更多条目：

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Friends", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 235, _key: "friends"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Celebration Day", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 209, _key: "celebration_day"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Since I've Been Loving You", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 445, _key: "since_i_ve_been_loving_you"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Out On the Tiles", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 244, _key: "out_on_the_tiles"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Gallows Pole", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 298, _key: "gallows_pole"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Tangerine", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 192, _key: "tangerine"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "That's the Way", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 338, _key: "that_s_the_way"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Bron-Y-Aur Stomp", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 260, _key: "bron_y_aur_stomp"}
);

db.songs.save(
{album: "Led Zeppelin III", title: "Hats Off to (Roy) Harper", artist: "Led Zeppelin", year: 1970, length: 221, _key: "hats_off_to_roy_harper"}
);

阅读文件

要检索文档，您可以使用文档句柄或_key。只有在不自行查看集合时才需要使用文档句柄。有了一个集合，你可以使用document功能：

db.songs.document('immigrant_song');

{ 
  "year" : 1970, 
  "length" : 143, 
  "title" : "Immigrant Song", 
  "album" : "Led Zeppelin III", 
  "artist" : "Led Zeppelin", 
  "_id" : "songs/immigrant_song", 
  "_rev" : "11295857653", 
  "_key" : "immigrant_song" 
}

既然我们可以创建和阅读文档，我们将研究如何更改它们：

更新文件

在更新数据时，您有两种选择：replace和update。

replace函数：即使您提供完全不同的属性，该函数也会用新的文档替换整个文档。

update函数：该函数只是通过将文档与给定属性合并来修补文档。让我们先尝试一个破坏性较小的update，在这里我们先更新其中一首歌的genre：

db.songs.update("songs/immigrant_song",

{ genre: "Hard Rock" }

);

我们来看看更新的歌曲条目：

db.songs.document("songs/immigrant_song");

{ 
  "year" : 1970, 
  "length" : 143, 
  "title" : "Immigrant Song", 
  "album" : "Led Zeppelin III", 
  "artist" : "Led Zeppelin", 
  "genre" : "Hard Rock", 
  "_id" : "songs/immigrant_song", 
  "_rev" : "11421424629", 
  "_key" : "immigrant_song" 
}

当您拥有大型文档并且只需要更新其一小部分属性时，update功能特别有用。

相反，在函数中使用与 replace 相同的JSON 会破坏您的数据。

db.songs.replace("songs/immigrant_song",

{ genre: "Hard Rock" }

);

立即查看更新的歌曲：

db.songs.document("songs/immigrant_song")

如您所见，原始数据已从文档中删除：

{ 
  "genre" : "Hard Rock", 
  "_id" : "songs/immigrant_song", 
  "_rev" : "11495939061", 
  "_key" : "immigrant_song" 
}

删除文档

要从集合中删除文档，请使用文档句柄调用remove函数：

db.songs.remove("songs/immigrant_song")

虽然arangoshshell是一个很棒的工具，但是探索ArangoDB的其他功能很麻烦。接下来，我们将研究内置的Web界面，以进一步深入了解其功能。

步骤7 - 使用Web界面执行CRUD操作

我们已经看到了如何再arangosh上处理文档，现在我们返回到Web界面。在您的浏览器上访问http://your_server_ip:8529/_db/music_library。

创建文档集合

单击顶部导航栏中的集合选项卡。

您可以看到我们从命令行添加的现有集合songs; 如果您愿意，可以随意点击它并查看条目。

在主集合页面中，单击 添加集合按钮。

既然我们已经有了songs，我们将添加一个albums集合。输入albums作为名称的新集合是弹出的对话框。默认类型Document很好。

单击保存，您应该在页面上看到两个集合。

点击该albums集合。您将看到一个空集合：

创建文档

单击右上角的+号以添加文档。_key的信息需要先填写。输入led_zeppelin_III作为关键字。

接下来是一个表单，您可以在其中编辑文档的内容。有一种添加名为Tree的属性的图形方式，但是现在，通过从Tree下拉菜单中选择它来切换到Code视图：

请将以下JSON复制并粘贴到编辑器区域（确保只使用一组花括号）：

{
"name": "Led Zeppelin III",
"release_date": "1970-10-05",
"producer": "Jimmy Page",
"label": "Atlantic",
"length": 2584
}

请注意，在此模式下引用密钥是必需的。完成后，点击保存按钮。页面应该闪烁绿色片刻以指示成功保存。

阅读文件

保存新文档后，您需要手动导航回集合页面。

如果单击albums集合，您将看到新条目。

更新文件

要编辑文档的内容，只需在文档概述中单击要编辑的行。您将看到与创建新文档时相同的编辑器。

删除文档

删除文档就像按下每个文档行末尾的-图标一样简单。出现提示时确认删除。

此外，特定集合的集合概述页面允许您导出和导入数据，管理索引以及过滤文档。

如前所述，Web界面有很多可供选择。涵盖每个功能都超出了本教程，因此您可以自己探索其他功能。我们将深入研究本教程中的另一个功能：AQL编辑器。

第8步 - 使用AQL查询数据

正如在介绍中提到的，ArangoDB带有一种称为AQL的完整查询语言。

要在Web界面中与AQL交互，请单击顶部导航中的AQL编辑器选项卡。您将看到一个空白的编辑器。

要在编辑器和结果视图之间切换，请使用右上角的查询和结果选项卡：

编辑器具有语法突出显示，撤消/重做功能和查询保存功能。以下部分将探讨AQL的一些功能。

AQL基础知识

AQL是一种声明性语言，这意味着查询表达应该实现的结果，但不表示应该如何实现。它允许查询数据，但也可以修改数据。两种方法可以组合以实现复杂的任务。

在AQL中读取和修改查询完全符合ACID标准。操作将全部完成或根本不完成。即使读取数据也会在数据的一致快照上发生。

我们再次开始创建数据。让我们为我们的songs收藏添加更多歌曲。只需复制并粘贴以下查询：

FOR song IN [

{ album: "Led Zeppelin", title: "Good Times Bad Times", artist: "Led Zeppelin", length: 166, year: 1969, _key: "good_times_bad_times" }

,

{ album: "Led Zeppelin", title: "Dazed and Confused", artist: "Led Zeppelin", length: 388, year: 1969, _key: "dazed_and_confused" }

,

{ album: "Led Zeppelin", title: "Communication Breakdown", artist: "Led Zeppelin", length: 150, year: 1969, _key: "communication_breakdown" }

]

INSERT song IN songs

单击提交按钮。

此查询已经是AQL如何工作的一个很好的示例：您使用FOR遍历每个文档列表并对其执行操作。该列表可以是包含JSON对象的数组或数据库中的任何集合。操作包括过滤，修改，选择更多文档，创建新结构，或（如本示例中）将文档插入数据库。实际上，AQL也支持所有CRUD操作。

要获得数据库中所有歌曲的概述，请运行以下查询。它相当于基于SQL的数据库的SELECT * FROM songs（因为编辑器会记住上一个查询，您应该单击垃圾桶图标以清除编辑器）：

FOR song IN songs RETURN song

现在，您将在文本字段中看到歌曲数据库中的所有条目。返回查询选项卡，再次清除编辑器。

另一个例子涉及对播放时间超过三分钟的歌曲进行基本过滤：

FOR song IN songs

FILTER song.length > 180

RETURN song

结果显示在编辑器的结果选项卡中：

复杂的AQL示例

AQL 为所有支持的数据类型提供了一组函数，甚至允许添加新函数。结合在查询中分配变量的能力，您可以构建非常复杂的构造。这使您可以将数据密集型操作移近数据本身，而不是在客户端上执行它们。为了说明这一点，我们将格式化歌曲的持续时间为mm:ss，以使其为用户很好地阅读：

FOR song IN songs

FILTER song.length > 180

LET minutes = FLOOR(song.length / 60)

LET seconds = song.length % 60

RETURN

{ title: song.title, duration: CONCAT_SEPARATOR(':', minutes, seconds) }

这次我们将只返回歌曲标题和持续时间。RETURN允许您创建一个新的JSON对象返回为每个输入文件。

AQL是具有许多功能的复杂语言。但还有一个值得一提的功能，特别是在NoSQL数据库的环境中：加入。

加入AQL

使用文档存储作为数据库有几个含义。您应该以与使用关系数据库时不同的方式对数据建模。

在文档存储中，您可以嵌入数据，否则这些数据将被建模为关系，但这种方法并不总是可行的。有些情况下，关系更有意义。如果没有让数据库执行所需连接的能力，您最终将加入客户端上的数据，或者对数据模型进行非规范化并嵌入子文档。这对于复杂和大型数据集尤其成问题。

那么，我们来做吧。

为了说明此功能，我们将引用albums集合来替换歌曲的albums属性。我们之前已经创建了专辑Led Zeppelin III作为文档。如果您在前面的示例中删除了相册，请返回并重新添加相册。

这个查询将成为诀窍：

FOR album IN albums

FOR song IN songs

FILTER song.album == album.name

LET song_with_album_ref = MERGE(UNSET(song, 'album'),

{ album_key: album._key }

)

REPLACE song WITH song_with_album_ref IN songs

我们首先遍历所有专辑，然后查找与此专辑相关联的所有歌曲。下一步是创建一个新的文件，它包含了album_key属性，UNSET该album属性。我们将使用REPLACE而不是UPDATE更新歌曲文档。这是可能的，因为我们之前创建了一个新的歌曲文档。

完成此数据迁移后，我们现在可以将相册文档保存在一个位置。在获取歌曲数据时，我们可以使用连接将专辑名称再次添加到歌曲文档中：

FOR song IN songs

FOR album IN albums

FILTER album._key == song.album_key

RETURN MERGE(song,

{ album: album.name }

)

我们几乎没有弄清楚AQL可以实现的目标，但你应该对可能的事情留下好印象。

（可选）步骤9 - 进行备份

将ArangoDB数据库投入生产后，您应该开始考虑备份。不过，在此之前建立备份是一种很好的做法。

（可选）步骤10 - 升级

当发布新版本的ArangoDB时，它将通过配置的软件包存储库发布。要安装最新版本，首先需要更新存储库索引：

sudo apt-get update

现在停止数据库：

sudo service arangodb stop

将其更新到最新版本：

sudo apt-get install arangodb

注意：安装更新后，系统会尝试启动arangodb服务。这可能会失败，因为需要升级数据库文件。这是可以预料的。

您可能需要自己升级数据库文件：

sudo service arangodb upgrade

之后，像往常一样启动服务器：

sudo service arangodb start

使用Foxx应用程序扩展ArangoDB

在我们完成之前，还有一件值得一提的事情：由于ArangoDB有一个集成的V8引擎来处理所有JavaScript并且内置了HTTP服务器，我们可以使用自定义端点扩展现有的HTTP API。此功能称为Foxx。

Foxx是一个使用ArangoDB构建具有持久数据的自定义微服务的框架。Foxx应用程序是用JavaScript编写的，并在ArangoDB的V8上下文中运行。该应用程序可以直接访问本机JavaScript接口，因此无需任何HTTP往返即可访问数据。Foxx提供了一个最小的框架，在Sinatra for Ruby或Flask for Python的意义上。您编写控制器来处理传入的请求并在模型中实现业务逻辑。

Foxx应用程序可以通过Web界面进行管理，并且可以像任何其他应用程序一样进行开发。您可以将它们置于版本控制之下，甚至可以直接从Git存储库中部署它们。由于它们只是JavaScript，因此单元测试非常简单。对于简单的用例，它们很像关系数据库系统中的存储过程，但Foxx代码更容易维护和测试。

使用Foxx应用程序作为存储过程只是一个开始。想象一下，您有多个共享某些业务逻辑的应用程序。使用Foxx，您可以将此业务逻辑更接近数据，从而加快处理速度并降低在组件之间分配共享实现的复杂性。将ArangoDB作为集群运行甚至可以在集群中的每个成员上提供Foxx应用程序。

Foxx甚至可以使用整个Web应用程序。使用诸如Angular或Ember之类的前端框架允许您完全从数据库运行应用程序。不需要额外的基础设施。在生产环境中，您最终会将Nginx或类似物放在ArangoDB之前。ArangoDB附带了一些提供常用功能的Foxx应用程序，例如身份验证和会话存储。如果不依赖于HTTP功能，您甚至可以使用npm包。

结论

ArangoDB是一个功能强大的数据库，具有广泛的支持用例。它维护得很好，并且有很好的文档。由于每个主要操作系统都有软件包，因此很容易入门。Web界面降低了探索功能的负担，如果您来自关系背景，使用AQL与使用SQL没有什么不同。

可以选择使用JavaScript应用程序和图形功能扩展数据库，使ArangoDB成为一个完整的软件包，以使应用程序启动和发展。

到目前为止，我们已经分享了ArangoDB的大局。

作为后续步骤，我们建议如下：

对于任何实际应用程序，您将与HTTP API进行交互。我们没有在这里介绍它，因为你很可能不会直接使用它，而是通过许多本地语言驱动程序之一。
ArangoDB中的数据交互大部分时间都是通过AQL完成的。如果要在生产环境中使用ArangoDB，必须习惯它。
ArangoDB不仅是一个文档存储，还具有非常强大的图形功能。它允许您将数据建模为有向图中的顶点。可以将关系建模为这些顶点之间的边而不是使用_key引用。以这种方式对数据建模可以比SQL数据库中使用的关系方法更有好处。

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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