diff --git a/notes/MongoDB_复制.md b/notes/MongoDB_复制.md new file mode 100644 index 0000000..cec1865 --- /dev/null +++ b/notes/MongoDB_复制.md @@ -0,0 +1,66 @@ +# MongoDB Replication + +## 一、副本集 + +### 1.1 复制功能 + +为保证数据安全,实现高可用,MongoDB 提供了复制功能,可以将主节点上的数据复制到多个从节点上,这样即便主节点异常,由于数据是以多副本的方式存储,仍然可以保证数据安全。一个标准的三节点的副本集的架构如下: + +![mongodb-复制](D:\Full-Stack-Notes\pictures\mongodb-复制.png) + +#### 1. 初始同步 + +在副本集初始化时,主节点的 mongod 进程会扫描当前节点上每个数据库中的每个集合,然后将这些数据发送给从节点,进行初始化的全量复制。 + +#### 2. 同步复制 + +从节点在初始化完成后,不断同步地复制主节点的 oplog 数据。oplog (操作日志) 是一个特殊的集合,它存储了数据库中所有数据的操作记录。oplog 中的每个操作都具有幂等性,即每个操作对目标数据集无论是应用一次还是多次,都会产生相同的结果。 + +#### 3. 异步执行 + +MongoDB 按 namespace 或 document id 对每批操作进行分组,并使用不同的线程应用每组操作,同时 MongoDB 会严格按照原始写入顺序将写入操作应用于从节点上的文档。 + +### 1.2 仲裁者 + +除了可以将正常的 mongod 实例添加到副本集外, 还可以将额外的 mongod 实例添加到副本集作为仲裁者。仲裁者不承担数据的读写操作,它只用于响应选举请求并参与仲裁。因为它不存储数据,所以可以占用更少的服务器资源,如果你的副本集具有偶数个成员,可以通过添加仲裁者来保证有效选举。 + +虽然仲裁者可以占用更少的服务器资源,但是由于其并不存储数据,所以对数据的安全性并不能起到帮助作用。因此应该尽量避免使用仲裁者,同时尽量保证最多只使用一个仲裁者,即如果节点数量恰好是偶数,则添加一个仲裁者,如果节点数量是奇数,那就不需要仲裁者。 + +![mongodb-仲裁者](D:\Full-Stack-Notes\pictures\mongodb-仲裁者.png) + +## 二、故障发现与恢复 + +### 2.1 故障发现 + +副本集的每个节点之间会维持着两秒一次的心跳检测,当从节点与主节点的通信时间超过配置的 electionTimeoutMillis 时间 (默认为10秒) 时,则认为该主节点出现故障,此时副本集会进行新的主节点选举。 + +### 2.2 优先选举 + +MongoDB 的选举算法会尝试让高优先级的节点优先发起选举,从而更容易在选举中胜出。如果某一个优先级较低的节点在短时间内被选举为新的主节点,这时副本集仍然会继续发起选举,直至可用的最高优先级的节点成为新的主节点。需要特别注意的是在这个过程当中,优先级为 0 的成员不能寻求选举,也不能成为主节点。 + + + +![mongodb-故障恢复](D:\Full-Stack-Notes\pictures\mongodb-故障恢复.png) + +### 2.3 投票成员 + +节点发起选举后,需要具有投票权的节点进行投票,当获得半数以上选票时,该备用节点可以成为新的主节点。对于一个复制集,只有处于以下状态的节点拥有投票权,这些节点统称为投票成员: + +- **PRIMARY**:副本集的主节点。 +- **SECONDARY**:处于复制状态的从节点。 +- **STARTUP2**:mongod 完成配置加载后,副本集的每个成员都进入 STARTUP2 状态,此时它成为副本集的活动成员并且有资格投票。然后该成员决定是否进行初始同步。如果成员开始初始同步,则成员将保留在 STARTUP2 状态,直到所有数据复制完成并构建好索引。之后成员过渡到RECOVERING。 +- **RECOVERING**:当副本集的成员尚未准备好接受读取操作时,它将进入 RECOVERING 状态。处于恢复状态的成员有资格在选举中投票,但没有资格成为主节点。 +- **ARBITER**:ARBITER 状态的成员不复制数据或接受写入操作,仲裁者通常处于这一状态。 +- **ROLLBACK**:如果成员正在进行数据回滚,它就处于 ROLLBACK 状态。 + +除了投票成员外,那些持有副本集数据的副本,并且可以接受来自客户端应用程序的读取操作,但没有投票权的成员统称为非投票成员。出于网络通讯成本的考虑,MongoDB 的副本集最多有 50 个节点(成员),默认情况下最多可包含7个投票成员。投票成员和非投票成员的要求如下: + ++ 非投票成员的优先级 `members[n].priority` 必须为 0,优先级为 0 的成员不能寻求选举,也不能成为主节点。 ++ 优先级大于 0 的节点持有的票数 `members[n].votes` 不能为 0,该参数默认值为 1,可选值为 1 或 0。 + +如下示例是一个 9 个成员的副本集,包含 7 个投票成员和 2 个无投票成员: + +![mongdb-vote](D:\Full-Stack-Notes\pictures\mongdb-vote.png) + +## 三、搭建副本集 + diff --git a/notes/MongoDB_复制集.md b/notes/MongoDB_复制集.md deleted file mode 100644 index e69de29..0000000 diff --git a/pictures/mongdb-vote.png b/pictures/mongdb-vote.png new file mode 100644 index 0000000..3f52681 Binary files /dev/null and b/pictures/mongdb-vote.png differ diff --git a/pictures/mongodb-仲裁者.png b/pictures/mongodb-仲裁者.png new file mode 100644 index 0000000..f1bcfeb Binary files /dev/null and b/pictures/mongodb-仲裁者.png differ diff --git a/pictures/mongodb-复制.png b/pictures/mongodb-复制.png new file mode 100644 index 0000000..31d7c92 Binary files /dev/null and b/pictures/mongodb-复制.png differ diff --git a/pictures/mongodb-故障恢复.png b/pictures/mongodb-故障恢复.png new file mode 100644 index 0000000..fd60b5e Binary files /dev/null and b/pictures/mongodb-故障恢复.png differ