MongoDB副本集

Posted 2020-09-22 纪煜楷

　　一、副本集概念

　　　　什么是副本？可能第一印象想到的是游戏副本，游戏副本就是为了让每个玩家都有一个独立的游戏环境，这种环境的复制就是副本的一种体现。MongoDB也提供了对副本的支持，副本集中有多个副本保证数据库的容错性，即使一个副本挂掉了还是会存在很多副本；并且支持副本间的自动选举，切换，解决了上一篇博文讲到的主从复制的故障恢复得人工进行的问题。其实主从复制就是一个单副本，缺少扩展性，容错性。

　　二、副本集原理及图解

　　　　应用服务器，也就是客户端，连接到MongoDB的整个副本集，副本集中有一台主服务器负责整个副本集的读写，副本节点定期同步主节点的数据和oplog，以保证数据的一致性，一旦主节点宕机或挂掉，副本节点会通过心跳机制检测到，并根据事先副本集创建时设置的节点优先级进行主节点的重新选举，从而保证高可用。如此，客户端完全不必关心副本集的健康状况，MongoDB集群也可以长期保持高可用。

　　　　副本集提供了MongoDB集群故障的自动回复机制，扩展性高，容错性强，是MongoDB官方强烈推荐使用的集群解决方案。

　　　　

　　　　　　　　

　　三、副本集使用说明

　　　　以三个奇数节点为例，ip,端口，日志以及数据存放路径如下　　　

　　　　节点1
　　　　地址：localhost:1001
　　　　日志存放路径：E:\\replset\\logs\\node1\\log1.txt
　　　　数据存放路径：E:\\replset\\db\\node1

　　　　节点2
　　　　地址：localhost:1002
　　　　日志存放路径：E:\\replset\\logs\\node2\\log2.txt
　　　　数据存放路径：E:\\replset\\db\\node2

　　　　节点3
　　　　地址：localhost:1003
　　　　日志存放路径：E:\\replset\\logs\\node3\\log3.txt
　　　　数据存放路径：E:\\replset\\db\\node3

　　　　分别启动三个节点命令如下，其中必须制定master节点　　　

　　　　启动节点1：
　　　　mongod --dbpath E:\\replset\\db\\node1 --logpath E:\\replset\\logs\\node1\\log1.txt --logappend --port 1001 --replSet yukai/localhost:1002  --master

　　　　启动节点2：
　　　　mongod --dbpath E:\\replset\\db\\node2 --logpath E:\\replset\\logs\\node2\\log2.txt --logappend --port 1002 --replSet yukai/localhost:1001

　　　　启动节点3：  
　　mongod --dbpath E:\\replset\\db\\node3 --logpath E:\\replset\\logs\\node3\\log3.txt --logappend --port 1003 --replSet yukai/localhost:1001,localhost:1002

　　　　启动节点命令解释

　　　　dbpath： 数据存放路径

　　　　logpath：日志存放路径

　　　　logappend ： 日志拼接声明

　　　　replSet：声明是副本集，后面格式为   副本集名称/与之位于同一个副本集的节点地址（副本集要求至少要有两个节点，一个主，一个从）

　　　　master：声明该节点是主节点

　　　　初始化节点（只能初始化一次）　　

　　　　mongo localhost:1001/admin
 　　　  db.runCommand({
　　　　　　"replSetInitiate":{
　　　　　　"_id":“yukai",
　　　　　　"members":[
　　　　　　{
　　　　　　　　"_id":1,
　　　　　　　　"host":"localhost:1001",
　　　　　　　　"priority":3},
　　　　　　{
　　　　　　　　"_id":2,
　　　　　　　　"host":"localhost:1002",
　　　　　　　　"priority":2},
　　　　　　{ 　"_id":3,
　　　　　　　　"host":"localhost:1003",
　　　　　　　　"priority":1}
　　　　　　]
　　　　}
　　});

　　　　初始化节点命令解释

　　　　db.runCommand：执行数据库指令函数

　　　　replSetInitiate：节点初始化信息，json

　　　　_id：副本集名称，与启动节点中的名称保持一致

　　　　host：副本集成员地址

　　　　priority：优先级，即选举成为新master的优先级

　　　　验证

　　　　登录主节点，即优先级最高的master节点，输入是否主节点的命令：db.$cmd.findOne ( {ismaster: 1 } ); 

　　　　

　　　　将该主节点关闭，登录优先级第二的从节点，输入是否主节点的命令：db.$cmd.findOne ( {ismaster: 1 } ); 发现在主节点宕机后，优先级较高的节点被选举为了master节点，继续负责读写的工作，从而持续地提供服务，保持集群高可用。

　　　　

　　四、仲裁者节点及其作用

　　　　当集群中的节点数量为偶数个时，投票选举机制会根据数据最后操作，更新时间戳，优先级等来判定谁将成为master节点，如果出现以上条件都符合的情况，且票数相等，此投票环节需要等待若干分钟，这对于客户端来说是无法接受的。

　　　　仲裁节点的出现打破了这个僵局，仲裁节点并不需要太多系统资源，也并不持有数据本身，而是参与投票并有效协调从节点争master的撕逼。

　　　　集群中部署多仲裁节点时，需在初始化副本集时，添加属性arbiterOnly:true。