MongoDB复制集原理

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Mongodb复制集由一组mongod实例组成，包含一个Primary节点和多个Secondary节点，数据写入Primary后，Secondary从Primary同步写入的数据，以保持复制集内所有成员存储相同的数据集，提供数据的高可用。

数据复制

当一个修改操作，无论是插入、更新或删除，到达Primary节点时，它对数据的操作将被记录下来，这些记录就是oplog。官方文档中的描述是:

The oplog (operations log) is a special capped collection that keeps a rolling record of all operations that modify the data stored in your databases.

Primary上的写操作完成后，会向特殊的local.oplog.rs特殊集合写入一条oplog，Secondary节点通过在Primary节点上打开一个tailable游标不断获取新进入Primary节点的oplog，并在自己的数据上回放，以此保持跟Primary节点的数据一致。

Tailable cursors are conceptually equivalent to the tail Unix command with the -f option (i.e. with “follow” mode)

Primary选举

MongoDB的复制集中最多可以有50个节点，具有投票权的节点最多7个。MongoDB 3.2版本之前选举协议是基于Bully算法，从3.2版本开始基于RAFT一致性算法实现，选举成功的必要条件是大多数投票节点存活。

具有投票权的节点之间两两互相发送心跳包，当5次心跳未收到时判断为节点失联，如果失联的是Primary节点，Secondary节点会发起选举，选出新的Primary节点，如果失联的是Secondary节点则不会产生新的选举。

被选举为Primary节点的节点必须具备以下条件:

  • 能够与多数节点建立连接
  • 具有较新的oplog
  • 具有较高的优先级(如果有配置)

复制集选项

  • 是否具有投票权: 有则参与投票
  • Priority(优先级): 优先级越高的节点越能优先成为Primary节点，优先级为0的节点不能触发选举，无法成为Primary节点，其他与普通的Secondary节点一样，维护数据集的副本，接受读取操作，并能够在选举中投票;
  • hidden(隐藏节点): 隐藏节点能够复制数据，但对应用来说不可见，具备投票权，但优先级必须为0，即无法称为Primary节点，可使用Hidden节点做一些数据备份、离线计算的任务，不会影响复制集的服务。
  • slaveDelay(延迟): 复制n秒之前的数据，保持与Primary节点的时间差。当错误或者无效的数据写入Primary节点时，可通过Delayed节点的数据来恢复到之前的时间点。

调整优先级

根据官方文档的步骤，尝试将其中一个节点的优先级降为0，首先进入Primary节点中，键入rs.conf()后，可以看到当前节点的信息，三个节点的优先级为"priority" : 1,: 

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rs0:PRIMARY> cfg = rs.conf()
{
    "_id" : "rs0",
    "version" : 3,
    "protocolVersion" : NumberLong(1),
    "writeConcernMajorityJournalDefault" : true,
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "host" : "top:28018",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 1,
            "tags" : {
                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        },
        .......

接下来进行调整: 

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rs0:PRIMARY> cfg.members[0].priority = 0
0
rs0:PRIMARY> rs.reconfig(cfg)
{
    "ok" : 1,
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1576506210, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    },
    "operationTime" : Timestamp(1576506210, 1)
}
rs0:PRIMARY>

可以看到已经修改成功，此时members._id为0的节点已无法成为Primary节点了。

参考

1、MongoDB高手课
2、https://docs.mongodb.com/manual/core/replica-set-oplog/
3、https://docs.mongodb.com/manual/core/tailable-cursors/
4、http://www.mongoing.com/archives/2155
5、https://docs.mongodb.com/manual/administration/replica-set-member-configuration/

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