mongodb4.0高可用之副本集

lyb-geek

发布于 2019-09-10 16:15:12

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发布于 2019-09-10 16:15:12

mongodb副本集的定义

副本集（Replica Set）是一组MongoDB实例组成的集群，由一个主（Primary）服务器和多个备份（Secondary）服务器构成。通过Replication，将数据的更新由Primary推送到其他实例上，在一定的延迟之后，每个MongoDB实例维护相同的数据集副本。通过维护冗余的数据库副本，能够实现数据的异地备份，读写分离和自动故障转移

副本集角色

主节点（Primary）

接收所有的写请求，然后把修改同步到所有Secondary。一个Replica Set只能有一个Primary节点，当Primary挂掉后，其他Secondary或者Arbiter节点会重新选举出来一个主节点。默认读请求也是发到Primary节点处理的，可以通过修改客户端连接配置以支持读取Secondary节点。

副本节点（Secondary）

与主节点保持同样的数据集。当主节点挂掉的时候，参与选主。

仲裁者（Arbiter）

不保有数据，不参与选主，只进行选主投票。使用Arbiter可以减轻数据存储的硬件需求，Arbiter几乎没什么大的硬件资源需求，但重要的一点是，在生产环境下它和其他数据节点不要部署在同一台机器

副本集特征

· N 个节点的集群 · 任何节点可作为主节点 · 所有写入操作都在主节点上 · 自动故障转移 · 自动恢复

搭建副本集的注意点

最小构成是：primary，secondary，arbiter，一般部署是：primary，2 secondary。
成员数应该为奇数，如果为偶数的情况下添加arbiter，arbiter不保存数据，只投票。
mongodb4.0+版本，最大50 members，但是只能有 7 voting members，其他是non-voting members。

副本集架构图

由图可以看到客户端连接到整个副本集，不关心具体哪一台机器是否挂掉。主服务器负责整个副本集的读写，副本集定期同步数据备份，一但主节点挂掉，副本节点就会选举一个新的主服务器，这一切对于应用服务器不需要关心。我们看一下主服务器挂掉后的架构：

副本集中的副本节点在主节点挂掉后通过心跳机制检测到后，就会在集群内发起主节点的选举机制，自动选举一位新的主服务器。

使用场景

数据冗余，用做故障恢复使用，当发生硬件故障或者其它原因造成的宕机时，可以使用副本进行恢复。
读写分离，读的请求分流到副本上，减轻主节点的读压力

副本集搭建

为了快速搭建，我是采用docker-compose来构建mongodb副本集，在用docker-compose构建之前，需要安装一下docker和docker-compose。默认在centos7安装 1、docker安装教程可以查看如下链接

https://www.cnblogs.com/qingyunzong/p/9011006.html

2、docker-compose安装教程可以查看如下链接

https://docs.docker.com/compose/install/

3、docker-compose常用命令通过docker-compose --help来查看

4、编写docker-compose.yml

version: '2.1'
services:
  master:
    image: docker.io/mongo
    container_name: master
    restart: always
    privileged: true
    ports:
    - 27017:27017
    volumes:
    - ./data/master:/data/db
    command:  mongod --dbpath /data/db --replSet rs --oplogSize 128
  slave1:
    image: docker.io/mongo
    container_name: slave1
    restart: always
    privileged: true
    ports:
    - 27018:27017
    volumes:
    - ./data/slave1:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet rs --oplogSize 128
  slave2:
    image: docker.io/mongo
    container_name: slave2
    restart: always
    privileged: true
    ports:
    - 27019:27017
    volumes:
    - ./data/slave2:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet rs --oplogSize 128

5、在 docker-compose.yml 所在路径下执行该命令 compose 就会自动构建镜像并使用镜像启动容器

docker-compose up -d // 后台启动并运行容器

以上就是使用docker-compose构建mongodb副本集的过程，如果对docker-compose不熟的朋友，也可以使用如下链接，直接通过shell操作搭建

https://www.linuxidc.com/Linux/2017-11/148740p3.htm。

或者可以直接通过docker来搭建，具体教程可以参考如下链接

https://blog.csdn.net/dengzhongmingabc/article/details/81188613

副本集的一些操作

rs.status()   //查看成员的运行状态等信息

rs.config()    //查看配置信息

rs.slaveOk()  //允许在SECONDARY节点上进行查询操作，默认从节点不具有查询功能

rs.isMaster()  //查询该节点是否是主节点

rs.add({})   //添加新的节点到该副本集中

rs.remove()   //从副本集中删除节点

总结

本文简要论述mongodb副本集一些基本概念和搭建，写这篇文章的目的，主要是为了下篇文章springboot实战之mongodb事务支持做铺垫。因为mongodb4.0+才支持副本集事务，也就意味着如果想在springboot启用mongodb事务，其mongodb的版本至少要>=4，而且其架构是使用了副本集。不过4.0的事务存在最大修改16MB、事务执行时间不能过长的限制。在我写这篇文章的时候，我发现mongodb的最新版本4.2，已经可以支持分布式事务，包括分片事务，而不仅仅局限于多文档副本集事务，感兴趣的朋友可以关注下