練習 MongoDB 操做 —— 複製集篇（四）

複製集（Replication Set），也叫副本集；做用是把一份數據同時保存在多臺服務器上，保證數據的安全，不發生丟失；

示例

啓動服務器

經過指定 replSet選項啓動三臺Mongo服務器，端口號是 27017， 27018， 27019；指定加入的複製集名稱爲 demo；

./bin/mongod --dbpath master/data --logpath master/log/0923.log --port 27017 --fork --replSet demo

./bin/mongod --dbpath slave1/data --logpath slave1/log/0923.log --port 27018 --fork --replSet demo

./bin/mongod --dbpath slave2/data --logpath slave2/log/0923.log --port 27019 --fork --replSet demo

此時，在三臺服務器上分別鍵入rs.status()命令，均報「未初始化」的錯誤；

啓動服務器的另一種方式是經過配置文件啓動；舉個例子，這裏的27018以配置文件啓動；

配置文件以下所示：

dbpath=/home/mongodb/slave1/data             # 數據存放目錄
 logpath=/home/mongodb/slave1/log/0923.log    # 日誌存放路徑
 pidfilepath=/home/mongodb/slave1/slave1.pid  # 進程文件，方便中止mongodb
 directoryperdb=false      # 爲每個數據庫按照數據庫名創建文件夾存放
 logappend=true                               # 以追加的方式記錄日誌
 replSet=demo                                 # Replication Set 的名稱
 #bind_ip=127.0.0.1                           # 限制只容許某一特定IP來訪問，逗號隔開
 port=27018                                   # 進程所使用的端口號，默認爲27017
 oplogSize=10000          # mongodb操做日誌文件的最大大小。單位爲Mb，默認爲硬盤剩餘空間的5%
 fork=true                                    # 之後臺方式運行進程                  
 noprealloc=false                             # 不預先分配存儲                      
 smallfiles=false                             # 當提示空間不夠時添加此參數

初始化

登入任意一臺機器的 MongoDB 執行，由於是全新的複製集，因此能夠任意進入一臺執行；要是一臺有數據，則須要在有數據上執行；要多臺有數據則不能初始化。

筆者選擇在27017這臺MongoDB服務器進行初始化

rs.initiate({
    _id:'demo',  // 複製集名稱
    members:    // 複製集服務器列表
    [
        {
        _id:0, // 服務器的惟一 ID
        host:'192.168.1.168:27017' // 服務器的地址
        },
        {
        _id:1,
        host:'192.168.1.168:27018'
        },
        {
        _id:2,
        host:'192.168.1.168:27019'
        },
    ]
});

這樣，三臺服務器都加入了demo複製集；此時主節點27017能夠進行讀寫，從節點27018和27019不能夠讀寫；全部的寫操做只能在主節點上進行；

那如何才能在從節點27018上讀數據呢？在27018上鍵入rs.slaveOk()， 這樣就能夠進行讀操做；

注：能夠經過rs.status()查看複製集狀態；經過rs.config()查看複製集的配置信息；經過db.isMaster()查看是不是主節點信息；

添加從節點

先啓動想要添加的從節點服務器，筆者是本地的27020服務器，同時指定相要加入的複製集名稱；

./bin/mongod --dbpath slave3/data --logpath slave3/log/0923.log --port 27020 --fork --replSet demo

主節點27017配置添加：

rs.add('192.168.1.168:27020');

此時，經過鍵入rs.status()能夠看到members成員有四位，包括這臺新的27020從節點服務器；

若是想要移除27020從節點服務器，便可成功從demon複製集中移除該服務器；

rs.remove('192.168.1.168:27020');

模擬主服務器故障

目前環境：

• 27017: Primary主服務器
• 27018: SECONDARY從服務器
• 27019: SECONDARY從服務器

在系統命令行上，手動drop掉主服務器

lsof -i:27017 | sed '1d' | while read line
do
    echo $line | awk '{print $2}' | xargs kill -9
done

或者在主服務器上執行下面的語句

db.shutdownServer()

此時，在經過rs.status()查看環境

• 27017: 離線（not reachable/healthy）
• 27018: SECONDARY從服務器
• 27019: Primary主服務器

這裏，爲何在主服務器27017服務器掛了以後，會選擇27019作新的主服務器呢，這是由MongoDB服務器內部的多數投票算法，即每臺服務器會爲secondary從節點服務器進行投票，票數多的從節點服務器會成爲新的Primary服務器；

筆者這裏很幸運，兩臺從節點服務器27018和27019都選擇了27019做爲新的從節點服務器；另一種多是 27018和27019各得一票，這樣會致使沒法選舉出新Primary服務器; 因此建議複製集的服務器數目爲奇數，若是碰巧是偶數，能夠添加一臺仲裁節點服務器；

添加仲裁節點

仲裁節點是一種特殊的節點，它自己並不存儲數據，主要的做用是決定哪個從節點在主節點掛掉以後提高爲主節點，因此客戶端不須要鏈接此節點。

仲裁節點服務器啓動，

./bin/mongod --dbpath arbiter/data --logpath arbiter/log/0923.log --port 27021 --fork --replSet demo

主服務器的配置上添加仲裁節點信息：

demo:PRIMARY> rs.addArb('192.168.1.168:27021')

手動設置Primay服務器

將27017服務器重啓；

此時，在經過rs.status()查看環境

• 27017: SECONDARY從服務器
• 27018: SECONDARY從服務器
• 27019: Primary主服務器
• 27021: Arbiter仲裁服務器

如何能將當前的服務器從27019切換回27017服務器呢？

經過修改priority的值來實現（默認的優先級是1（0-100），priority的值設的越大，就優先成爲主）；

在27019主節點上執行

Primary > config=rs.conf()
Primary > config.members[0].priority = 3
Primary > rs.reconfig(config)

注意：第2步members大括號裏面的成員和_id是沒有關係的，而是rs.conf查出來節點的數值的順序；

原理

主節點的操做記錄成爲oplog（operation log）。 oplog存儲在一個系統數據庫local的集合oplog.rs中，這個集合的每一個文檔都表明主節點上執行的一個操做。咱們從新向主數據庫服務器中插入一條數據，而後查看這個集合能夠看到：

use local
db.getCollection('oplog.rs').find({})

文檔中的字段含義：

• ts：8字節的時間戳，由4字節 unix timestamp + 4字節自增計數表示
• h： 未知
• v： 未知
• op：操做類型，i表示insert；u表示update；d表示delete；c表示db cmd；n表示no op, 空操做，其會按期執行以確保時效性；
• ns：操做所在的namespace
• o：操做所對應的document,即當前操做的內容（好比更新操做時要更新的的字段和值）

從服務器會按期從主服務器中獲取oplog記錄，而後在本機上執行！

對於存儲oplog的集合，MongoDB採用的是固定集合，也就是說隨着操做過多，新的操做會覆蓋舊的操做！這樣作也是有道理的，否則，這個集合佔用的空間就沒法估算了！咱們在啓動服務時，能夠經過選項--oplogSize來指定這個集合的大小，單位是MB，在Windows平臺下，默認MongoDB會使用數據庫安裝分區可用空間的5%做爲這個集合的大小！

附錄

屬性說明

'	成爲Primary	對客戶端可見	參與同步	延遲同步	複製數據
Primary	√	√	√	'	√
Secondary	'	√	√	'	√
Hidden	'	'	√	'	√
Delayed	'	√	√	√	√
Arbiters	'	'	√	'	'
Non-Voting	√	√	'	'	√

參考閱讀

• DrifterJ's Stash的博客