10-【MongoDB入門教程】 Journaling日誌機制

Journaling日誌機制

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運行MongoDB若是開啓了journaling日誌功能，MongoDB先在內存保存寫操做，並記錄journaling日誌到磁盤，而後纔會把數據改變刷入到磁盤上的數據文件。爲了保證journal日誌文件的一致性，寫日誌是一個原子操做。本文將討論MongoDB中journaling日誌的實現機制。

Journal日誌文件

若是開啓了journal日誌功能，MongoDB會在數據目錄下建立一個journal文件夾，用來存放預寫重放日誌。同時這個目錄也會有一個last-sequence-number文件。若是MongoDB安全關閉的話，會自動刪除此目錄下的全部文件，若是是崩潰致使的關閉，不會刪除日誌文件。在MongoDB進程重啓的過程當中，journal日誌文件用於自動修復數據到一個一致性的狀態。

journal日誌文件是一種往文件尾不停追加內容的文件，它命名以j._開頭，後面接一個數字（從0開始）做爲序列號。若是文件超過1G大小，MongoDB會新建一個journal文件j._1。只要MongoDB把特定日誌中的全部寫操做刷入到磁盤數據文件，將會刪除此日誌文件。由於數據已經持久化，再也不須要用它來重放恢復數據了。journal日誌文件通常狀況下只會生成兩三個，除非你每秒有大量的寫操做發生。

若是你須要的話，你可使用storage.smallFiles參數來配置journal日誌文件的大小。好比配置爲128M。

Journaling機制的存儲視圖

Journaling功能用到了MongoDB存儲層數據集內部的兩個視圖。

shared視圖保存數據修改操做，用於刷入到磁盤數據文件。shared視圖是MongoDB中惟一訪問磁盤數據文件的視圖。mongod進程請求操做系統把磁盤數據文件映射到虛擬內存的shared視圖。操做系統只是映射數據與內存關係，並不立刻加載數據到內存。當查詢須要的時候，纔會加載數據到內存，即按需加載。

private視圖存儲用於查詢操做的數據。同時private視圖也是MongoDB執行寫操做的第一個地方。一旦journal日誌提交完成，MongoDB會複製private視圖中的改變到shared視圖，再經過shared視圖將數據刷入到磁盤數據文件。

journal視圖是一個用來保證新的寫操做的磁盤視圖。當MongoDB在private視圖執行完寫操做後，在數據刷入磁盤以前，會先記錄journal日誌。journal日誌保證了持久性。若是mongod實例在數據刷入磁盤以前崩潰，重啓過程當中journal日誌會重放並寫入shared視圖，最終刷入磁盤持久化。

Journaling如何紀錄寫操做

MongoDB採用group commits方式將寫操做批量複製到journal日誌文件中。group commits提交方式可以最小化journal日誌機制對性能的影響。所以group commits方式在提交過程當中必須阻塞全部寫入。commitIntervalMs參數能夠用於配置日誌提交的頻率，默認是100ms。

Journaling存儲如下原始操做：

• 文檔插入或更新
• 索引修改
• 命名空間文件元數據的修改
• 建立和者刪除數據庫或關聯的數據文件

當發生寫操做，MongoDB首先寫入數據到內存中的private視圖，而後批量複製寫操做到journal日誌文件。寫個journal日誌實體來用描述寫操做改變數據文件的哪些字節。

MongoDB接下來執行journal的寫操做到shared視圖。此時，shared視圖與磁盤數據文件不同。

默認每60s鍾，MongoDB請求操做系統將shared視圖刷入到磁盤。使數據文件更新到最新的寫入狀態。若是系統內存資源不足的時候，操做系統會選擇以更高的頻率刷入shared視圖到磁盤。

MongoDB刷入數據文件完成後，會通知journal日誌已經刷入。一旦journal日誌文件只包含所有刷入的寫操做，再也不用於恢復，MongoDB會將它刪除或者做爲一個新的日誌文件再次使用。

做爲journaling機制的一部分，MongoDB會例行性請求操做系統從新將shared視圖映射到private視圖，爲了節省物理內存。一旦發生重映射，操做系統可以識別到能夠在private視圖和shared視圖共享的內存頁映射。

小結

Journaling是MongoDB中很是重要的一項功能，相似於關係數據庫中的事務日誌。Journaling可以使MongoDB數據庫因爲意外故障後快速恢復。MongoDB2.0版本後默認開啓了Journaling日誌功能，mongod實例每次啓動時都會檢查journal日誌文件看是否須要恢復。因爲提交journal日誌會產生寫入阻塞，因此它對寫入的操做有性能影響，但對於讀沒有影響。在生產環境中開啓Journaling是頗有必要的。