Mongodb之journal与oplog

Posted 2021-05-01 真菌的博客

journal和oplog是MongoDB体系中非常重要的两个点，接下来简单分析下两者的特性及相互间的关系。

journal与oplog

journal

概念

journal 是 MongoDB 存储引擎层的概念，目前 MongoDB主要支持 mmapv1、wiredtiger、mongorocks 等存储引擎，都支持配置journal。

MongoDB 所有的数据写入、读取最终都是调存储引擎层的接口来存储、读取数据，journal 是存储引擎存储数据时的一种辅助机制。

journal在wiredtiger存储引擎中的作用

以wiredtiger 为例，如果不配置 journal，写入 wiredtiger 的数据，并不会立即持久化存储；而是每分钟会做一次全量的checkpoint（storage.syncPeriodSecs配置项，默认为1分钟），将所有的数据持久化。如果中间出现宕机，那么数据只能恢复到最近的一次checkpoint，这样最多可能丢掉1分钟的数据。

开启 journal 后，每次写入会记录一条操作日志（通过journal可以重新构造出写入的数据）。这样即使出现宕机，启动时 Wiredtiger 会先将数据恢复到最近的一次checkpoint的点，然后重放后续的 journal 操作日志来恢复数据。

journal控制

MongoDB 里的 journal 行为 主要由2个参数控制，storage.journal.enabled 决定是否开启journal，storage.journal.commitInternalMs 决定 journal 刷盘的间隔，默认为100ms，用户也可以通过写入时指定 writeConcern 为 {j: ture} 来每次写入时都确保 journal 刷盘。

oplog

概念

oplog 是 MongoDB 主从复制层面的一个概念，通过 oplog 来实现复制集节点间数据同步，客户端将数据写入到 Primary，Primary 写入数据后会记录一条 oplog，Secondary 从 Primary（或其他 Secondary ）拉取 oplog 并重放，来确保复制集里每个节点存储相同的数据。

mongodb复制集的一次写入操作

写入文档时，需要修改以下数据

1. 将文档数据写入对应的集合

2. 更新集合的所有索引信息

3. 写入一条oplog用于同步

上面3个修改操作属于原子性操作，要么都成功，要么都失败。

若上述三步有一步没成功，会产生以下情况：

• 如果数据写入成功，但索引写入失败，那么会出现某个数据，通过全表扫描能读取到，但通过索引就无法读取

• 如果数据、索引都写入成功，但 oplog 写入不成功，那么写入操作就不能正常的同步到备节点，出现主备数据不一致的情况

所以MongoDB 在写入数据时，会将上述3个操作放到一个 wiredtiger 的事务里，确保「原子性」。

beginTransaction();
writeDataToColleciton();
writeCollectionIndex();
writeOplog();
commitTransaction();

wiredtiger 提交事务时，会将所有修改操作应用，并将上述3个操作写入到一条 journal 操作日志里；后台会周期性的checkpoint，将修改持久化，并移除无用的journal。

journal与oplog的数据布局

journal与oplog谁先写入？

• oplog 与 journal 是 MongoDB 里不同层次的概念，放在一起比先后本身是不合理的。

• oplog 在 MongoDB 里是一个普通的集合，所以 oplog 的写入与普通集合的写入并无区别。

• 一次写入，会对应数据、索引，oplog的修改，而这3个修改，会对应一条journal操作日志。