MongoDB 分片

Posted 2020-09-21 limeOracle

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了MongoDB 分片相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

分片

在Mongodb里面存在另一种集群，就是分片技术,可以满足MongoDB数据量大量增长的需求。

当MongoDB存储海量的数据时，一台机器可能不足以存储数据，也可能不足以提供可接受的读写吞吐量。这时，我们就可以通过在多台机器上分割数据，使得数据库系统能存储和处理更多的数据。

为什么使用分片

复制所有的写入操作到主节点
延迟的敏感数据会在主节点查询
单个副本集限制在12个节点
当请求量巨大时会出现内存不足。
本地磁盘不足
垂直扩展价格昂贵

MongoDB分片

下图展示了在MongoDB中使用分片集群结构分布：

上图中主要有如下所述三个主要组件：

Shard:
用于存储实际的数据块，实际生产环境中一个shard server角色可由几台机器组个一个replica set承担，防止主机单点故障
Config Server:
mongod实例，存储了整个 ClusterMetadata，其中包括 chunk信息。
Query Routers:
前端路由，客户端由此接入，且让整个集群看上去像单一数据库，前端应用可以透明使用。

分片实例

分片结构端口分布如下：

Shard Server 1：27020
Shard Server 2：27021
Shard Server 3：27022
Shard Server 4：27023
Config Server ：27100
Route Process：40000

步骤一：启动Shard Server

root@localhost:/# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s0
root@localhost:/# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s1
root@localhost:/# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s2
root@localhost:/# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s3
root@localhost:/# mkdir -p /www/mongoDB/shard/log

root@localhost:/# mongod -port 27020 -dbpath "/www/mongoDB/shard/s0/" -logpath "/www/mongoDB/shard/log/s0.log" -logappend -fork
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 2797
child process started successfully, parent exiting
root@localhost:/# mongod -port 27021 -dbpath "/www/mongoDB/shard/s1/" -logpath "/www/mongoDB/shard/log/s1.log" -logappend -fork
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 2818
child process started successfully, parent exiting
root@localhost:/# mongod -port 27022 -dbpath "/www/mongoDB/shard/s2/" -logpath "/www/mongoDB/shard/log/s2.log" -logappend -fork
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 2839
child process started successfully, parent exiting
root@localhost:/# mongod -port 27023 -dbpath "/www/mongoDB/shard/s3/" -logpath "/www/mongoDB/shard/log/s3.log" -logappend -fork
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 2861
child process started successfully, parent exiting

步骤二：启动Config Server

root@localhost:/# mkdir -p /www/mongoDB/shard/config
root@localhost:/# mongod -port 27100 -dbpath "/www/mongoDB/shard/config/" -logpath "/www/mongoDB/shard/log/config.log" -logappend -fork
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 2885
child process started successfully, parent exiting

注意：这里我们完全可以像启动普通mongodb服务一样启动，不需要添加—shardsvr和configsvr参数。因为这两个参数的作用就是改变启动端口的，所以我们自行指定了端口就可以。

步骤三：启动Route Process

root@localhost:/# mongos -port 40000 -configdb 127.0.0.1:27100 -fork -logpath "www/mongoDB/shard/log/route.log" -chunkSize 500
2017-06-01T07:41:53.624-0700 W SHARDING [main] Running a sharded cluster with fewer than 3 config servers should only be done for testing purposes and is not recommended for production.
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 2928
child process started successfully, parent exiting

mongos启动参数中，chunkSize这一项是用来指定chunk的大小的，单位是MB，默认大小为200MB.

步骤四：配置Sharding

接下来，我们使用MongoDB Shell登录到mongos，添加Shard节点

root@localhost:/# mongo admin -port 40000 #此操作需要连接admin库
MongoDB shell version: 3.2.13
connecting to: 127.0.0.1:40000/admin
mongos> db.runCommand({addshard:"localhost:27020"})
{ "shardAdded" : "shard0000", "ok" : 1 }
mongos> db.runCommand({addshard:"localhost:27021"})
{ "shardAdded" : "shard0001", "ok" : 1 }
mongos> db.runCommand({addshard:"localhost:27022"})
{ "shardAdded" : "shard0002", "ok" : 1 }
mongos> db.runCommand({addshard:"localhost:27023"})
{ "shardAdded" : "shard0003", "ok" : 1 }

#设置分片存储的数据库：开启数据库分片功能，命令很简单 enablesharding(),这里开启test数据库

mongos> db.runCommand({enablesharding:"test"})
{ "ok" : 1 }

#指定集合中分片的片键，这里指定为id，time字段。

mongos> db.runCommand({shardcollection:"test.log",key:{id:1,time:1}})
{ "collectionsharded" : "test.log", "ok" : 1 }

步骤五：程序代码内无需太大更改，直接按照连接普通的mongo数据库那样，将数据库连接接入接口40000

root@localhost:~# mongo -port 40000
MongoDB shell version: 3.2.13
connecting to: 127.0.0.1:40000/test

步骤六：至此分片操作全部结束，接下来我们通过mongos向mongodb插入10w记录，然后通过printShardingStatus命令查看mongodb的数据分片情况。

mongos> for(i = 0;i < 100000;i++){db.test.insert({"time":"time_" + i,"age" : i,"name":"lime_" + i})}
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

返回结果：？？？（源自贴吧不知道怎么验证，再重头配置太麻烦：应该是在启动 config 服务器那一步出了问题，我在启动config服务器时漏了 --configsvr ，加上就好了）

mongos> db.printShardingStatus()
2017-06-01T08:01:26.838-0700 E QUERY    [thread1] Error: error: {
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "Surprised to discover that 127.0.0.1:27100 does not believe it is a config server",
    "code" : 72
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
DBCommandCursor@src/mongo/shell/query.js:689:1
DBQuery.prototype._exec@src/mongo/shell/query.js:118:28
DBQuery.prototype.hasNext@src/mongo/shell/query.js:276:5
DBCollection.prototype.findOne@src/mongo/shell/collection.js:289:10
printShardingStatus@src/mongo/shell/utils_sh.js:544:19
DB.prototype.printShardingStatus@src/mongo/shell/db.js:1135:9
@(shell):1:1