MongoDB复制集 #

复制集架构
┌─────────────────────────────────────┐
│         Primary (主节点)            │
│         读写操作                    │
└──────────────┬──────────────────────┘
               │ 复制
       ┌───────┴───────┐
       ▼               ▼
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ Secondary   │ │ Secondary   │
│ (从节点)    │ │ (从节点)    │
│ 只读        │ │ 只读        │
└─────────────┘ └─────────────┘

// 1. 启动MongoDB实例（配置文件）
// mongod.conf
replication:
  replSetName: rs0
  oplogSizeMB: 1024

// 2. 启动实例
mongod -f /etc/mongod.conf

// 3. 初始化复制集
rs.initiate({
    _id: "rs0",
    members: [
        { _id: 0, host: "mongodb1:27017" },
        { _id: 1, host: "mongodb2:27017" },
        { _id: 2, host: "mongodb3:27017" }
    ]
})

// 查看复制集状态
rs.status()

// 输出示例
{
    set: 'rs0',
    date: ISODate("..."),
    myState: 1,
    members: [
        {
            _id: 0,
            name: 'mongodb1:27017',
            health: 1,
            state: 1,
            stateStr: 'PRIMARY',
            ...
        },
        {
            _id: 1,
            name: 'mongodb2:27017',
            health: 1,
            state: 2,
            stateStr: 'SECONDARY',
            ...
        }
    ],
    ok: 1
}

// 查看复制集配置
rs.conf()

// 输出示例
{
    _id: 'rs0',
    version: 1,
    members: [
        {
            _id: 0,
            host: 'mongodb1:27017',
            arbiterOnly: false,
            hidden: false,
            priority: 1,
            ...
        }
    ],
    settings: { ... }
}

// 添加从节点
rs.add("mongodb4:27017")

// 添加仲裁节点
rs.addArb("mongodb5:27017")

// 添加带配置的成员
rs.add({
    host: "mongodb4:27017",
    priority: 1,
    hidden: false
})

// 删除成员
rs.remove("mongodb4:27017")

// 修改成员配置
const config = rs.conf()
config.members[1].priority = 2
config.members[1].hidden = false
rs.reconfig(config)

// 强制重新配置（当大多数节点不可用时）
const config = rs.conf()
config.version++
rs.reconfig(config, { force: true })

// 添加仲裁节点
rs.addArb("mongodb5:27017")

// 或
rs.add({
    host: "mongodb5:27017",
    arbiterOnly: true
})

// 配置隐藏节点
const config = rs.conf()
config.members[2].hidden = true
config.members[2].priority = 0
rs.reconfig(config)

// 配置延迟节点
const config = rs.conf()
config.members[2].hidden = true
config.members[2].priority = 0
config.members[2].slaveDelay = 3600  // 延迟1小时
rs.reconfig(config)

// 配置优先级
const config = rs.conf()
config.members[0].priority = 2  // 更可能成为主节点
config.members[1].priority = 1
config.members[2].priority = 0  // 永远不会成为主节点
rs.reconfig(config)

故障转移流程
┌─────────────────────────────────────┐
│  Primary故障                        │
│    ↓                                │
│  Secondary检测到Primary不可用       │
│    ↓                                │
│  发起选举                           │
│    ↓                                │
│  获得多数票的Secondary成为Primary   │
│    ↓                                │
│  其他Secondary同步新Primary         │
└─────────────────────────────────────┘

// 主节点降级为从节点
rs.stepDown()

// 指定降级时间（秒）
rs.stepDown(60)

// 冻结节点（不参与选举）
rs.freeze(120)  // 冻结120秒

// 解冻
rs.freeze(0)

// 强制重新选举
rs.stepDown()
// 或
rs.reconfigForReconfigSet()

// 连接字符串设置读偏好
mongodb://host1,host2,host3/db?readPreference=secondary

// 客户端设置读偏好
db.getMongo().setReadPref("secondary")

// 查询时设置读偏好
db.users.find().readPref("secondary")

// 配置节点标签
const config = rs.conf()
config.members[0].tags = { dc: "east", use: "reporting" }
config.members[1].tags = { dc: "west", use: "reporting" }
rs.reconfig(config)

// 使用标签读取
db.users.find().readPref("secondary", [{ dc: "east" }])

// 查看oplog
db.getSiblingDB("local").oplog.rs.find().limit(10)

// oplog结构
{
    ts: Timestamp(1234567890, 1),  // 时间戳
    h: NumberLong("..."),          // 哈希值
    v: 2,                          // 版本
    op: "i",                       // 操作类型
    ns: "mydb.users",              // 命名空间
    o: { ... }                     // 操作文档
}

// 查看oplog大小
db.getSiblingDB("local").oplog.rs.stats()

// 修改oplog大小（MongoDB 4.0+）
db.adminCommand({
    replSetResizeOplog: 1,
    size: 2048  // MB
})

// 查看复制延迟
rs.printSlaveReplicationInfo()

// 输出示例
source: mongodb2:27017
    syncedTo: Mon Jan 01 2024 12:00:00 GMT+0800
    0 secs (0 hrs) behind the primary
source: mongodb3:27017
    syncedTo: Mon Jan 01 2024 11:59:50 GMT+0800
    10 secs (0 hrs) behind the primary

// 查看复制集状态
rs.status()

// 检查成员健康状态
rs.status().members.forEach(member => {
    print(`${member.name}: ${member.health === 1 ? '健康' : '异常'}`)
})

// 查看选举统计
db.serverStatus().elections

推荐架构
┌─────────────────────────────────────┐
│         Primary                     │
│         (数据中心A)                 │
└──────────────┬──────────────────────┘
               │
       ┌───────┴───────┐
       ▼               ▼
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ Secondary   │ │ Secondary   │
│ (数据中心B) │ │ (数据中心C) │
└─────────────┘ └─────────────┘

建议：
1. 至少3个节点（1主2从）
2. 跨机房部署提高可用性
3. 奇数个投票成员
4. 使用仲裁节点节省资源

// 配置bindIp
net:
  bindIp: 0.0.0.0  // 允许所有IP连接

// 配置副本集名称
replication:
  replSetName: rs0

// 启用认证
security:
  authorization: enabled
  keyFile: /etc/mongodb/keyfile

// 创建管理员
use admin
db.createUser({
    user: "admin",
    pwd: "password",
    roles: ["root"]
})