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一、CouchDB 是什么？为什么选择它？
CouchDB 是一个开源的面向文档的 NoSQL 数据库管理系统，它使用 JSON 来存储数据，使用 MapReduce 和 HTTP 作为 API，并且将 JavaScript 作为查询语言 。“Couch” 是 “Cluster Of Unreliable Commodity Hardware” 的首字母缩写，反映了其目标是具有高度可伸缩性，即便运行在容易出现故障的硬件上，也能提供高可用性和高可靠性。
1.1 主要特性
- 数据存储方式：以 JSON 格式存储数据，数据结构灵活，无需预先定义严格的模式。例如，一个用户文档可以如下存储：
{
"_id": "user123",
"name": "张三",
"age": 30,
"email": "zhangsan@example.com",
"address": {
"city": "北京",
"street": "中关村大街1号"
}
}
- 多版本并发控制（MVCC）：在 CouchDB 中，每个文档在更新时都会生成一个新的版本，而旧版本仍然保留在数据库中，直到被明确删除。这确保了数据的一致性和高并发访问性能，避免了传统数据库中常见的锁争用问题。比如，多个用户同时编辑一个文档，CouchDB 能够很好地处理这些并发操作，保证每个用户的操作都能正确记录，并且不会丢失数据。
- 分布式架构与数据同步：CouchDB 内置了强大的数据同步机制，允许在多个 CouchDB 实例之间进行数据复制和同步，非常适合分布式和离线应用场景。以移动应用为例，当用户在离线状态下对数据进行了修改，待设备重新联机时，CouchDB 可以自动将这些修改同步到服务器，反之亦然。
- 基于 HTTP 的 REST API：通过标准的 HTTP 请求方法（如 GET、PUT、POST、DELETE）来访问和操作数据库，使得 CouchDB 与各种 Web 应用和服务的集成变得非常容易。比如，使用简单的 curl 命令就可以与 CouchDB 进行交互，像curl -X GET http://localhost:5984/mydb/_all_docs就能获取指定数据库中的所有文档信息。
- 基于 MapReduce 的查询模型：CouchDB 允许开发者编写自定义的 Map 和 Reduce 函数来处理和分析数据。虽然这种查询模型相对简单，但在某些应用场景下非常高效。例如，通过 MapReduce 可以方便地对大量文档进行统计分析，如统计每个城市的用户数量。
1.2 与关系型数据库的差异
- 数据模型：关系型数据库使用表、行和列的结构来组织数据，数据之间通过外键等方式建立关联，结构相对固定；而 CouchDB 以文档为单位存储数据，文档之间没有固定的关联模式，数据结构更加灵活，可根据需求随时添加或修改字段。
- 查询语言：关系型数据库通常使用 SQL 进行查询，功能强大且复杂；CouchDB 的查询基于 MapReduce，需要编写 JavaScript 函数来定义查询逻辑 ，相对来说学习曲线较陡，但在处理特定的数据分析任务时具有独特的优势。
- 事务处理：关系型数据库对事务的支持非常完善，遵循 ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）原则，能确保复杂事务的完整性；CouchDB 虽然支持单文档的原子性操作，但在多文档事务处理方面相对较弱，不过它通过最终一致性来保证数据在分布式环境下的可用性。
- 扩展性：关系型数据库在水平扩展方面存在一定挑战，通常需要进行复杂的分库分表操作；CouchDB 天生支持分布式架构，通过数据复制和同步机制，能够轻松实现水平扩展，以应对大规模数据存储和高并发访问的需求。
1.3 适用场景
- 分布式应用：由于 CouchDB 的分布式架构和强大的数据同步功能，它非常适合用于构建分布式系统，如多数据中心的应用、跨地区的协同办公系统等，能够确保各个节点之间的数据一致性和实时同步。
- 移动应用和物联网设备：在移动应用和物联网场景中，设备可能经常处于离线状态，CouchDB 支持离线操作和数据同步的特性使其成为理想选择。例如，智能手表、智能家居设备等可以在离线时存储数据，待连接网络后自动与服务器同步。
- 内容管理系统：内容管理系统中，数据的结构往往比较灵活，且可能包含大量的文本、图片等非结构化数据。CouchDB 的文档存储方式和灵活的数据模型能够很好地适应这些特点，方便对内容进行存储、管理和检索。
- 实时数据分析：借助 CouchDB 的 MapReduce 查询模型，可以对实时产生的数据进行快速分析和处理，生成各种统计报表和分析结果，为决策提供支持。例如，在电商平台中，实时分析用户的购买行为、商品的销售趋势等。
二、前期准备
在安装 CouchDB 之前，我们需要确保系统满足一定的要求，并安装相关的依赖项。
2.1 系统要求
- 操作系统：CouchDB 支持多种操作系统，包括 Linux（如 Ubuntu、CentOS 等）、macOS 和 Windows。建议使用较新的操作系统版本，以确保兼容性和性能。
- 硬件配置：对于开发和测试环境，一台普通配置的计算机即可，如 2GB 以上内存、500MB 以上可用硬盘空间。在生产环境中，应根据实际的负载和数据量来合理配置硬件资源，例如使用多核心 CPU、大容量内存和高速存储设备，以保证 CouchDB 能够稳定高效地运行。
2.2 安装依赖项
- Erlang：CouchDB 是用 Erlang 编写的，所以需要先安装 Erlang 运行时环境。以 Ubuntu 为例，可以使用以下命令安装：
sudo apt-get update
sudo apt-get install erlang
在 CentOS 系统中，安装命令有所不同：
sudo yum install erlang
- OpenSSL：用于提供安全的网络通信，许多系统默认已安装。若未安装，在 Ubuntu 上可通过以下命令安装：
sudo apt-get install openssl
CentOS 系统下的安装命令为：
sudo yum install openssl
除了上述必备依赖，根据不同的安装方式和操作系统，可能还需要其他一些工具和库，如构建工具（build-essential 等）、开发库（libssl-dev 等），这些在后续安装过程中如果提示缺少相关依赖，按照系统提示进行安装即可。
三、安装 CouchDB
3.1 在 Ubuntu 系统上安装
- 打开终端，首先添加 CouchDB 的官方 PPA（Personal Package Archive）源。执行以下命令：
sudo apt-get update
sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository ppa:couchdb/stable
添加 PPA 源时，如果遇到权限问题，需要输入当前用户的密码以获取管理员权限。输入密码时，终端不会显示任何字符，这是正常现象，输入完毕后直接回车即可。
2. 添加源完成后，再次更新系统软件包列表，确保能获取到最新的软件包信息：
sudo apt-get update
- 最后安装 CouchDB：
sudo apt-get install couchdb
在安装过程中，系统会提示你确认是否安装，输入Y并回车继续安装。安装完成后，CouchDB 服务会自动启动。你可以使用以下命令检查服务状态：
sudo systemctl status couchdb
如果看到active (running)字样，说明 CouchDB 服务已成功启动。
3.2 在其他系统上安装
- MacOS 系统：推荐使用 Homebrew
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