| 投票成員數(shù) | 大多數(shù) | 容忍失效數(shù) |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 |
| 2 | 2 | 0 |
| 3 | 2 | 1 |
| 4 | 3 | 1 |
| 5 | 3 | 2 |
| 6 | 4 | 2 |
| 7 | 4 | 3 |
通常建議將復(fù)制集成員數(shù)量設(shè)置為奇數(shù)，從上表可以看出3個(gè)節(jié)點(diǎn)和4個(gè)節(jié)點(diǎn)的復(fù)制集都只能容忍1個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，從『服務(wù)可用性』的角度看，其效果是一樣的。（但無(wú)疑4個(gè)節(jié)點(diǎn)能提供更可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）
特殊的Secondary
正常情況下，復(fù)制集的Seconary會(huì)參與Primary選舉（自身也可能會(huì)被選為Primary），并從Primary同步最新寫入的數(shù)據(jù)，以保證與Primary存儲(chǔ)相同的數(shù)據(jù)。
Secondary可以提供讀服務(wù)，增加Secondary節(jié)點(diǎn)可以提供復(fù)制集的讀服務(wù)能力，同時(shí)提升復(fù)制集的可用性。另外，Mongodb支持對(duì)復(fù)制集的Secondary節(jié)點(diǎn)進(jìn)行靈活的配置，以適應(yīng)多種場(chǎng)景的需求。
Arbiter
Arbiter節(jié)點(diǎn)只參與投票，不能被選為Primary，并且不從Primary同步數(shù)據(jù)。
比如你部署了一個(gè)2個(gè)節(jié)點(diǎn)的復(fù)制集，1個(gè)Primary，1個(gè)Secondary，任意節(jié)點(diǎn)宕機(jī)，復(fù)制集將不能提供服務(wù)了（無(wú)法選出Primary），這時(shí)可以給復(fù)制集添加一個(gè)Arbiter節(jié)點(diǎn)，即使有節(jié)點(diǎn)宕機(jī)，仍能選出Primary。
Arbiter本身不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是非常輕量級(jí)的服務(wù)，當(dāng)復(fù)制集成員為偶數(shù)時(shí)，最好加入一個(gè)Arbiter節(jié)點(diǎn)，以提升復(fù)制集可用性。
Priority0
Priority0節(jié)點(diǎn)的選舉優(yōu)先級(jí)為0，不會(huì)被選舉為Primary
比如你跨機(jī)房A、B部署了一個(gè)復(fù)制集，并且想指定Primary必須在A機(jī)房，這時(shí)可以將B機(jī)房的復(fù)制集成員Priority設(shè)置為0，這樣Primary就一定會(huì)是A機(jī)房的成員。（注意：如果這樣部署，最好將『大多數(shù)』節(jié)點(diǎn)部署在A機(jī)房，否則網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)可能無(wú)法選出Primary）
Vote0
Mongodb 3.0里，復(fù)制集成員最多50個(gè)，參與Primary選舉投票的成員最多7個(gè)，其他成員（Vote0）的vote屬性必須設(shè)置為0，即不參與投票。
Hidden
Hidden節(jié)點(diǎn)不能被選為主（Priority為0），并且對(duì)Driver不可見(jiàn)。
因Hidden節(jié)點(diǎn)不會(huì)接受Driver的請(qǐng)求，可使用Hidden節(jié)點(diǎn)做一些數(shù)據(jù)備份、離線計(jì)算的任務(wù)，不會(huì)影響復(fù)制集的服務(wù)。
Delayed
Delayed節(jié)點(diǎn)必須是Hidden節(jié)點(diǎn)，并且其數(shù)據(jù)落后與Primary一段時(shí)間（可配置，比如1個(gè)小時(shí)）。
因Delayed節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)比Primary落后一段時(shí)間，當(dāng)錯(cuò)誤或者無(wú)效的數(shù)據(jù)寫入Primary時(shí)，可通過(guò)Delayed節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)到之前的時(shí)間點(diǎn)。
數(shù)據(jù)同步
Primary與Secondary之間通過(guò)oplog來(lái)同步數(shù)據(jù)，Primary上的寫操作完成后，會(huì)向特殊的local.oplog.rs特殊集合寫入一條oplog，Secondary不斷的從Primary取新的oplog并應(yīng)用。
因oplog的數(shù)據(jù)會(huì)不斷增加，local.oplog.rs被設(shè)置成為一個(gè)capped集合，當(dāng)容量達(dá)到配置上限時(shí)，會(huì)將最舊的數(shù)據(jù)刪除掉。另外考慮到oplog在Secondary上可能重復(fù)應(yīng)用，oplog必須具有冪等性，即重復(fù)應(yīng)用也會(huì)得到相同的結(jié)果。
如下oplog的格式，包含ts、h、op、ns、o等字段
{
"ts" : Timestamp(1446011584, 2),
"h" : NumberLong("1687359108795812092"),
"v" : 2,
"op" : "i",
"ns" : "test.nosql",
"o" : { "_id" : ObjectId("563062c0b085733f34ab4129"), "name" : "mongodb", "score" : "100" }
}
Secondary初次同步數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)先進(jìn)行init sync，從Primary（或其他數(shù)據(jù)更新的Secondary）同步全量數(shù)據(jù)，然后不斷通過(guò)tailable cursor從Primary的local.oplog.rs集合里查詢最新的oplog并應(yīng)用到自身。
init sync過(guò)程包含如下步驟
T1時(shí)間，從Primary同步所有數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)（local除外），通過(guò)listDatabases + listCollections + cloneCollection敏命令組合完成，假設(shè)T2時(shí)間完成所有操作。
從Primary應(yīng)用[T1-T2]時(shí)間段內(nèi)的所有oplog，可能部分操作已經(jīng)包含在步驟1，但由于oplog的冪等性，可重復(fù)應(yīng)用。
根據(jù)Primary各集合的index設(shè)置，在Secondary上為相應(yīng)集合創(chuàng)建index。（每個(gè)集合_id的index已在步驟1中完成）。
oplog集合的大小應(yīng)根據(jù)DB規(guī)模及應(yīng)用寫入需求合理配置，配置得太大，會(huì)造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)；配置得太小，可能造成Secondary的init sync一直無(wú)法成功。比如在步驟1里由于DB數(shù)據(jù)太多、并且oplog配置太小，導(dǎo)致oplog不足以存儲(chǔ)[T1, T2]時(shí)間內(nèi)的所有oplog，這就Secondary無(wú)法從Primary上同步完整的數(shù)據(jù)集。
修改復(fù)制集配置
當(dāng)需要修改復(fù)制集時(shí)，比如增加成員、刪除成員、或者修改成員配置（如priorty、vote、hidden、delayed等屬性），可通過(guò)replSetReconfig命令（rs.reconfig()）對(duì)復(fù)制集進(jìn)行重新配置。
比如將復(fù)制集的第2個(gè)成員Priority設(shè)置為2，可執(zhí)行如下命令
cfg = rs.conf(); cfg.members[1].priority = 2; rs.reconfig(cfg);
細(xì)說(shuō)Primary選舉
Primary選舉除了在復(fù)制集初始化時(shí)發(fā)生，還有如下場(chǎng)景
Primary的選舉受節(jié)點(diǎn)間心跳、優(yōu)先級(jí)、最新的oplog時(shí)間等多種因素影響。
節(jié)點(diǎn)間心跳
復(fù)制集成員間默認(rèn)每2s會(huì)發(fā)送一次心跳信息，如果10s未收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的心跳，則認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)已宕機(jī)；如果宕機(jī)的節(jié)點(diǎn)為Primary，Secondary（前提是可被選為Primary）會(huì)發(fā)起新的Primary選舉。
節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)
Optime
擁有最新optime（最近一條oplog的時(shí)間戳）的節(jié)點(diǎn)才能被選為主。
網(wǎng)絡(luò)分區(qū)
只有更大多數(shù)投票節(jié)點(diǎn)間保持網(wǎng)絡(luò)連通，才有機(jī)會(huì)被選Primary；如果Primary與大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)連接，Primary會(huì)主動(dòng)降級(jí)為Secondary。當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)，可能在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)Primary，故Driver在寫入時(shí)，最好設(shè)置『大多數(shù)成功』的策略，這樣即使出現(xiàn)多個(gè)Primary，也只有一個(gè)Primary能成功寫入大多數(shù)。
復(fù)制集的讀寫設(shè)置
Read Preference
默認(rèn)情況下，復(fù)制集的所有讀請(qǐng)求都發(fā)到Primary，Driver可通過(guò)設(shè)置Read Preference來(lái)將讀請(qǐng)求路由到其他的節(jié)點(diǎn)。
Write Concern
默認(rèn)情況下，Primary完成寫操作即返回，Driver可通過(guò)設(shè)置[Write Concern(https://docs.mongodb.org/manual/core/write-concern/)來(lái)設(shè)置寫成功的規(guī)則。
如下的write concern規(guī)則設(shè)置寫必須在大多數(shù)節(jié)點(diǎn)上成功，超時(shí)時(shí)間為5s。
db.products.insert(
{ item: "envelopes", qty : 100, type: "Clasp" },
{ writeConcern: { w: majority, wtimeout: 5000 } }
)
上面的設(shè)置方式是針對(duì)單個(gè)請(qǐng)求的，也可以修改副本集默認(rèn)的write concern，這樣就不用每個(gè)請(qǐng)求單獨(dú)設(shè)置。
cfg = rs.conf()
cfg.settings = {}
cfg.settings.getLastErrorDefaults = { w: "majority", wtimeout: 5000 }
rs.reconfig(cfg)
異常處理（rollback）
當(dāng)Primary宕機(jī)時(shí)，如果有數(shù)據(jù)未同步到Secondary，當(dāng)Primary重新加入時(shí)，如果新的Primary上已經(jīng)發(fā)生了寫操作，則舊Primary需要回滾部分操作，以保證數(shù)據(jù)集與新的Primary一致。
舊Primary將回滾的數(shù)據(jù)寫到單獨(dú)的rollback目錄下，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員可根據(jù)需要使用mongorestore進(jìn)行恢復(fù)。
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巨人網(wǎng)絡(luò)通訊聲明：本文標(biāo)題《MongoDB復(fù)制集原理詳解》，本文關(guān)鍵詞 MongoDB,復(fù)制,集,原理,詳解,；如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問(wèn)題，煩請(qǐng)?zhí)峁┫嚓P(guān)信息告之我們，我們將及時(shí)溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡(luò)，涉及言論、版權(quán)與本站無(wú)關(guān)。