Mongodb 副本集组成

Posted 2021-02-19 呓语

副本集的组成

Mongodb的复制功能是使用操作日志oplog实现的，操作日志包含了主节点的每一次写操作。oplog是主节点的local数据库中的一个固定集合。

每个备份节点都维护这自己的oplog，记录着每一次从主节点复制数据的操作。

如果某个备份节点挂掉了，重新启动之后会自动从oplog中最后一个操作开始同步。由于复制操作是先复制数据再写入oplog，所以备份节点可能会在已经同步过的数据上再次执行复制操作。

由于oplog的大小是固定的，只能保存特定数量的操作日志。通常oplog使用空间的增长速度和系统处理写请求的速率近乎相同；但是如果执行db.foo.remove()，如果foo中存在100条数据，则oplog就会有100条操作日志。如果执行大量的批量操作，oplog很快就被填满。

初始化同步

1. 选择一个成员作为同步源，在local.me中为自己创建一个标识符，删除所有已经存在的数据库
2. 克隆（cloning）：将同步源的所有记录全部复制到本地。
3. 克隆过程中所有操作都会被记录到oplog，如果有文档在克隆过程中移动了，就可能会被遗漏，导致没有被克隆，对于这样的文档，需要重新克隆。
4. 将第一个oplog同步过程中的操作记录下来。
5. 创建索引，数据大会比较耗时。
6. 如果当前节点的数据仍然落后于同步源，oplog同步过程最后一步就是讲创建索引期间的所有操作同步过来，防止该成员成为备份节点。
7. 初始化同步完成，切换为普通同步状态，成为备份节点。

STARTUP	成员刚启动时处于这个状态。在这个状态下，MongoDB会尝试加载成员的副本集配置，配置加载成功后，就会进入STARTUP2。
STARTUP2	整个初始化同步过程都处于这个状态，但是如果是在普通成员上，这个状态只会持续几秒钟，这个状态下，Mongodb会创建几个县城，用于处理**复制**和**选举**，然后切换到RECOVERING状态。 启动时，成员需要做一些检查以确保自己处于有效状态，以后才可以处理读取请求，在启动过程中，成为备份节点之前，每个成员都要经历RECOVERING状态。在处理非常耗时的操作时，成员也可能进入RECOVERING状态；当一个成员与其他成员脱节时，也会进入RECOVERING状态。
RECOVERING	这个状态表明成员运转正常，但是暂时不能处理读取请求，之后才可以处理读取请求，可能会造成轻微的系统过载。
ARBITER	在正常的操作中，仲裁者应该始终处于该状态。
出现错误时的状态
DOWN	如果一个正常运行的成员不可达，就处于DOWN状态。
UNKNOWN	如果一个成员无法到达其他任何成员，其他成员不知道它处于什么状态，会将其报告为UNKNOWN状态。
REMOVED	成员被移除副本集时，就处于该状态。
ROLLBACK	表明该成员正处于数据回滚。
FATAL	成员发生了不可挽回的错误，也不在尝试恢复正常。

选举

当一个成员无法到达主节点时，就会申请成为主节点。

希望被选举为主节点的成员，会向他能到达的所有成员发出通知，如果该成员数据落后于副本集，或者已经有一个运行中的主节点，其他成员不会允许选举。

如果该成员得到副本集中“大多数”赞成票，选举成功，切换为主节点。如果不满足票数，选举失败，保持在备份节点状态。

副本集重新配置也会导致主节点退位

回滚

当重新选举主节点时，某一个备份节点的操作数大于主节点的操作数，此时该节点需要将自己的操作数回滚，与主节点相同。