Spark FHIR Server MongoDB Database 镜像文档

镜像概述和主要用途

本镜像为Spark FHIR Server设计，是一个定制化的MongoDB数据库镜像。FHIR（Fast Healthcare Interoperability Resources）是健康领域的数据交换标准，用于规范数据的格式和交互方式。该镜像的主要用途是作为Spark FHIR Server的后端数据库，专门存储符合FHIR标准的健康数据，支持健康信息系统间的数据存储、管理和交互。

核心功能和特性

核心功能

• 文档型数据存储：基于MongoDB的文档型数据库特性，原生支持FHIR标准的JSON格式数据存储，无需复杂的关系型数据模型转换。
• FHIR数据优化：针对FHIR资源（如Patient、Observation、Medication等）的数据结构预设优化，提升数据读写效率。
• 数据持久化：支持通过数据卷挂载实现数据持久化，确保服务重启或迁移后数据不丢失。

主要特性

• 兼容性：与MongoDB***镜像兼容，支持MongoDB的标准操作和工具（如mongo客户端、MongoDB Compass）。
• 预设配置：包含针对FHIR数据查询的常用索引，提升资源检索速度。
• 可扩展性：支持MongoDB的副本集、分片等集群功能，满足大规模***数据存储需求。
• 安全性：支持数据库身份认证，可通过环境变量配置管理员账户和密码。

使用场景和适用范围

使用场景

• ***健康信息系统（HIS）：作为后端数据库存储患者基本信息、诊疗记录等FHIR资源。
• 电子健康记录（EHR）系统：存储和管理患者的电子健康记录，支持跨机构的数据访问。
• 数据交换平台：为系统间的FHIR数据交换提供统一的数据存储和查询服务。
• 科研数据平台：存储标准化的科研数据，支持基于FHIR标准的数据分析和研究。

适用范围

• 开发环境：供开发人员搭建本地Spark FHIR Server开发环境，进行功能测试和调试。
• 测试环境：用于***系统集成测试，验证FHIR数据的存储和交互流程。
• 生产环境：在***健康信息系统中作为正式后端数据库，需配合高可用配置（如副本集）使用。

使用方法和配置说明

前提条件

• 已安装Docker Engine（20.10+版本）或Docker Desktop。
• 若使用Docker Compose，需安装Docker Compose（v2+版本）。

基本使用方法（docker run）

通过docker run命令直接启动镜像，基本格式如下：

bash
docker run -d \
  --name spark-fhir-mongodb \
  -p 27017:27017 \
  -v spark-fhir-mongodb-data:/data/db \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=your_secure_password \
  -e MONGO_INITDB_DATABASE=fhir \
  spark-fhir-server-mongodb:latest

参数说明

• -d：后台运行容器。
• --name spark-fhir-mongodb：指定容器名称为spark-fhir-mongodb。
• -p 27017:27017：映射容器内MongoDB默认端口27017到宿主机27017端口（宿主机端口可自定义，如-p 27018:27017）。
• -v spark-fhir-mongodb-data:/data/db：通过命名卷spark-fhir-mongodb-data挂载MongoDB数据目录（/data/db），实现数据持久化。
• 环境变量：
  • MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME：MongoDB根用户用户名（必填，用于身份认证）。
  • MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD：MongoDB根用户密码（必填，需设置强密码）。
  • MONGO_INITDB_DATABASE：初始数据库名称（默认建议设为fhir，用于存储FHIR资源）。

Docker Compose配置（推荐）

创建docker-compose.yml文件，配置如下（可与Spark FHIR Server联动）：

yaml
version: '3.8'

services:
  fhir-mongodb:
    image: spark-fhir-server-mongodb:latest
    container_name: spark-fhir-mongodb
    restart: always  # 容器退出时自动重启
    ports:
      - "27017:27017"  # 宿主机端口:容器端口
    volumes:
      - spark-fhir-mongodb-data:/data/db  # 数据持久化卷
      - ./mongo-init.js:/docker-entrypoint-initdb.d/mongo-init.js  # 可选：初始化脚本（如创建FHIR专用用户）
    environment:
      - MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin
      - MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=SecurePassword123!
      - MONGO_INITDB_DATABASE=fhir
    networks:
      - fhir-network  # 与Spark FHIR Server共享网络

networks:
  fhir-network:
    driver: bridge

volumes:
  spark-fhir-mongodb-data:  # 命名卷，自动创建

初始化脚本示例（可选）

若需创建FHIR专用数据库用户（非根用户），可编写mongo-init.js脚本并挂载到/docker-entrypoint-initdb.d/目录，容器启动时会自动执行。示例脚本：

javascript
// mongo-init.js
db = db.getSiblingDB('fhir');  // 切换到fhir数据库
db.createUser({
  user: "fhiruser",
  pwd: "FhirUserPassword123!",
  roles: [
    { role: "readWrite", db: "fhir" }  // 授予fhir数据库的读写权限
  ]
});

与Spark FHIR Server连接配置

Spark FHIR Server需通过以下参数连接本数据库：

• 数据库地址：mongodb://<宿主机IP或容器名>:27017（使用Docker Compose时，容器名可直接作为主机名，如mongodb://fhir-mongodb:27017）。
• 认证信息：使用上述配置的用户名（如fhiruser）和密码（如FhirUserPassword123!）。
• 数据库名称：fhir（与MONGO_INITDB_DATABASE一致）。

配置参数说明

核心环境变量

数据持久化

通过Docker卷（volumes）实现数据持久化，避免容器删除后数据丢失。推荐使用命名卷（如示例中的spark-fhir-mongodb-data），而非宿主机目录挂载，以简化管理。

高可用配置（生产环境）

生产环境中，建议配置MongoDB副本集以提升可用性：

1. 启动多个MongoDB容器（至少3个节点）。
2. 配置副本集初始化（需通过mongo客户端执行rs.initiate()等命令）。
3. 在Spark FHIR Server中配置副本集连接字符串（如mongodb://fhir-mongodb-1:27017,fhir-mongodb-2:27017,fhir-mongodb-3:27017/fhir?replicaSet=rs0）。

注意事项

• 生产环境中必须启用身份认证（通过MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME和MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD），并定期更换密码。
• 数据备份：建议定期通过mongodump工具备份数据库，或配置MongoDB的定时备份机制。
• 性能优化：根据数据量调整MongoDB的内存配置（如通过--wiredTigerCacheSizeGB参数限制缓存大小），避免资源耗尽。
• 网络隔离：生产环境中建议通过Docker网络隔离数据库，仅允许Spark FHIR Server访问MongoDB端口。