Amazon DocumentDB 核心概念 #

DocumentDB集群：
├── 集群（Cluster）
│   ├── 主实例（Primary Instance）
│   └── 只读副本（Replica Instances）
├── 集群存储卷
│   ├── 数据卷
│   └── 日志卷
└── 集群端点
    ├── 集群端点（写入）
    ├── 读取器端点（读取）
    └── 实例端点（特定实例）

主实例职责：
├── 处理所有写操作
├── 管理数据复制
├── 协调故障转移
├── 执行DDL操作
└── 维护索引

只读副本特点：
├── 处理读请求
├── 数据异步复制
├── 最多15个副本
├── 可跨可用区部署
└── 故障转移候选

存储特点：
├── 存储计算分离
├── 自动扩展（最大64TB）
├── 6副本跨3个AZ
├── 自动修复
└── 持久性保障

// 文档示例
{
  "_id": ObjectId("65a1b2c3d4e5f67890123456"),
  "name": "张三",
  "age": 30,
  "email": "zhangsan@example.com",
  "address": {
    "city": "北京",
    "street": "朝阳路",
    "zipcode": "100000"
  },
  "hobbies": ["阅读", "游泳", "编程"],
  "createdAt": ISODate("2024-01-15T10:00:00Z"),
  "updatedAt": ISODate("2024-01-16T14:30:00Z")
}

ObjectId组成（12字节）：
├── 4字节：时间戳
├── 5字节：随机值
│   ├── 3字节：机器标识
│   └── 2字节：进程ID
└── 3字节：计数器

// 解析ObjectId
const objectId = ObjectId("65a1b2c3d4e5f67890123456");

// 获取时间戳
objectId.getTimestamp();  // ISODate("2024-01-12T...")

// 获取字符串表示
objectId.toString();  // "65a1b2c3d4e5f67890123456"

// 数据库概念
show dbs;  // 显示所有数据库

// 数据库命名规则
// - 不能包含: /\. "$*<>:|?
// - 不能以"system."开头
// - 长度限制：64字节

// 集合概念
show collections;  // 显示所有集合

// 集合命名规则
// - 不能包含: $ 或 null
// - 不能以"system."开头
// - 不能包含点号（嵌套除外）

// 创建集合
db.createCollection("users", {
  capped: false,
  validator: {
    $jsonSchema: {
      bsonType: "object",
      required: ["name", "email"],
      properties: {
        name: {
          bsonType: "string",
          description: "必须为字符串"
        },
        email: {
          bsonType: "string",
          pattern: "^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\\.[a-zA-Z]{2,}$",
          description: "必须为有效邮箱"
        }
      }
    }
  }
});

// 每个集合默认在_id字段上有索引
db.users.getIndexes();

// 输出
[
  {
    "v": 2,
    "key": { "_id": 1 },
    "name": "_id_"
  }
]

// 唯一索引
db.users.createIndex(
  { email: 1 },
  { unique: true }
);

// 稀疏索引
db.users.createIndex(
  { nickname: 1 },
  { sparse: true }
);

// TTL索引
db.sessions.createIndex(
  { createdAt: 1 },
  { expireAfterSeconds: 3600 }
);

// 部分索引
db.orders.createIndex(
  { status: 1 },
  { partialFilterExpression: { amount: { $gt: 100 } } }
);

复制流程：
├── 主实例接收写操作
├── 写入存储卷
├── 异步复制到副本
├── 副本应用变更
└── 确认写入完成

// 写关注级别
db.users.insertOne(
  { name: "张三" },
  { writeConcern: { w: "majority" } }
);

// 写关注选项
{
  w: "majority",  // 写入大多数节点
  j: true,        // 写入日志
  wtimeout: 5000  // 超时时间
}

// 读偏好设置
db.users.find({}).readPref("secondaryPreferred");

// 读偏好选项
{
  "primary": "只从主实例读取",
  "primaryPreferred": "优先主实例",
  "secondary": "只从副本读取",
  "secondaryPreferred": "优先副本",
  "nearest": "延迟最低的节点"
}

// 事务示例
const session = client.startSession();

try {
  session.startTransaction();
  
  const ordersCollection = client.db('shop').collection('orders');
  const inventoryCollection = client.db('shop').collection('inventory');
  
  // 创建订单
  await ordersCollection.insertOne(
    { productId: "p001", quantity: 2 },
    { session }
  );
  
  // 更新库存
  await inventoryCollection.updateOne(
    { productId: "p001" },
    { $inc: { stock: -2 } },
    { session }
  );
  
  await session.commitTransaction();
  console.log('事务提交成功');
} catch (error) {
  await session.abortTransaction();
  console.error('事务回滚:', error);
} finally {
  await session.endSession();
}

DocumentDB事务限制：
├── 单事务操作数：最多1000个
├── 单事务大小：最大16MB
├── 事务超时：默认60秒
├── 不支持跨分片事务
└── 需要副本集配置

端点类型：
├── 集群端点（Cluster Endpoint）
│   ├── 指向主实例
│   ├── 用于写操作
│   └── 故障转移时自动切换
│
├── 读取器端点（Reader Endpoint）
│   ├── 负载均衡到副本
│   ├── 用于读操作
│   └── 自动分配副本
│
└── 实例端点（Instance Endpoint）
    ├── 指向特定实例
    ├── 用于特定场景
    └── 直接访问实例

标准连接字符串：
mongodb://[username:password@]host1[:port1][,host2[:port2],...]/[database][?options]

DocumentDB连接字符串：
mongodb://admin:password@my-cluster.cluster-abc123.us-east-1.docdb.amazonaws.com:27017/?ssl=true&replicaSet=rs0&readPreference=secondaryPreferred

// 常用连接选项
const options = {
  ssl: true,                          // 启用SSL
  replicaSet: "rs0",                  // 副本集名称
  readPreference: "secondaryPreferred", // 读偏好
  maxPoolSize: 50,                    // 最大连接池
  minPoolSize: 5,                     // 最小连接池
  connectTimeoutMS: 10000,            // 连接超时
  socketTimeoutMS: 0,                 // Socket超时
  retryWrites: true                   // 重试写入
};

存储考虑：
├── 数据大小
├── 索引大小
├── 增长预期
├── 工作集大小
└── 预留空间（建议20%）

关键指标：
├── CPU使用率
├── 内存使用率
├── 连接数
├── 读/写IOPS
├── 延迟
└── 吞吐量

架构优势：
├── 存储计算分离
├── 自动故障转移
├── 弹性扩展
├── 高可用性
└── 完全托管