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MongoDB副本集（Replica Set）是一組MongoDB實例組成的集群，由一個主節(jié)點（primary）和多個備節(jié)點（Secondary）組成。通過Repication，將數(shù)據(jù)的更新由primary推送到其他備
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節(jié)點上。每個MongoDB實例維護相同的數(shù)據(jù)集副本，通過維護冗余的數(shù)據(jù)集副本，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的異地備份，讀寫分離和自動故障轉(zhuǎn)移。
拓撲結(jié)構(gòu)：
創(chuàng)建一個Replica set，包含三個成員，一個primary和兩個secondary成員，primary處理客戶端請求，secondary用于保存primary數(shù)據(jù)副本?？蛻舳嗽趐rimary進行讀寫操作，通過
replication的異步同步機制，將數(shù)據(jù)操作同步sencondary成員，保證三個成員擁有相同的數(shù)據(jù)集。
如果primary連接中斷超過10s，其他節(jié)點會自動選舉出一個primary節(jié)點，負責響應客戶端的請求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動故障轉(zhuǎn)移。
技術原理說明：
mongodb instance有兩種不同的啟動方式，一種是以單實例啟動（standalone），一種是副本集（replica set）模式，如果設置replSet參數(shù)，mongodb實例將以副本集模式啟動。
選舉primary成員：
在Replica Set中有兩種成員：Primary成員和Secondary成員，一個Replica Set只能有一個Primary成員，但可以有多個Secondary成員。Primary用于處理客戶端請求，Secondary用于保存Primary的數(shù)據(jù)副本。如果Primary崩潰了，Replica Set探測到Primary不可訪問，將啟動自動故障轉(zhuǎn)移進程，從剩下的Secondary成員中，投票選舉出一個成員作為Primary，接收和處理客戶端的請求。
選舉Primary成員時，使用“大多數(shù)”和“一票否決”原則。在Replica Set中，每個成員只能要求自己被選舉為Primary節(jié)點。當一個Secondary成員無法與Primary成員連通時，該成員就會發(fā)起選舉，請求其他成員將自己選舉為Primary成員，只有得到“大多數(shù)”成員的支持，該成員才能被選舉為Primary成員；只要有一個成員否決，選舉就會取消。
不是每一個成員都有投票選舉的權利，在一個Replica Set中，最多有7個成員用于投票選舉的權利，Primary成員是由這7個成員選舉出來的。有投票權利的成員，其屬性："votes" 是1；若為0，表示該成員沒有投票權利。
操作日志：
mongodb使用操作日志（oplog）來實現(xiàn)復制（replication）功能。oplog包含了primary節(jié)點的每一個更新操作，通過oplog傳遞到其他secondary節(jié)點中，在其他節(jié)點重做（redo）已經(jīng)提交的操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的異步同步。每個成員維護著自己的oplog，記錄著每一個從primary節(jié)點復制過來的數(shù)據(jù)。
復制過程是先復制數(shù)據(jù)，再寫oplog中。如果因為重啟導致執(zhí)行重復操作，將oplog中同一個操作執(zhí)行多次，與執(zhí)行一次的結(jié)果是一樣的。
oplog保存的是對每個doc的更新操作日志，如果一個命令只更新一個doc，那么Replication進程向oplog插入一條日志；如果一個命令更新多個doc，那么Replication進程向oplog插入多條日志，每一條日志只更新一個doc。
配置文件參數(shù)定義：
replSet：設置Replica Set的name，在各個配置文件中，其值必須相同
dbpath：MongoDB用于存儲數(shù)據(jù)的目錄
logpath：用于記錄mongod的日志數(shù)據(jù)
port：指定MongoDB監(jiān)聽的端口，默認值是27017
創(chuàng)建配置文檔，調(diào)用rs.initiate()函數(shù)，按照配置文檔來初始化Replica Set：
conf=
{
"_id" : "replname",
"members" : [
{ "_id" : 0, "host" : "127.0.0.1:2777" },
{ "_id" : 1, "host" : "127.0.0.1:3777" },
{ "_id" : 2, "host" : "127.0.0.1:4777" }
]
}
rs.initiate(conf)
使用"_id" : "replname" 指定Replica Set的name
members數(shù)組指定 Replica Set的成員的ID 和 host（“host：port”)
1、修改Replica Set
如果以rs.initiate()方式初始化Replica Set，那么MongoDB以默認配置文檔初始化Replica Set，可以通過add()函數(shù)增加成員
2、向Replica Set中增加一個成員
rs.add("host:port")
3、從Replica Set中刪除一個成員
rs.remove("host")
4、查看Replica Set的配置
rs.conf()
5、查看Replica Set的狀態(tài)
rs.status()
{
"_id" : "replname",
"version" : 7,
"protocolVersion" : NumberLong(1),
"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "127.0.0.1:2777",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {
},
"slaveDelay" : NumberLong(0),
"votes" : 1
}
Replica Set的ID字段唯一標識一個Replica Set，每一個Replica Set都有一個自增的版本號，由Version字段標識，標識Replica Set的不同版本。version字段的初始值是1，每次修改Replica Set的配置時，version字段都會自增.
arbiterOnly：0或1，標識一個仲裁（arbiter），Arbiter的唯一作用是參與Primary的選舉，Arbiter不保存數(shù)據(jù)，不會為client提供服務，它存在的意義就是為了選舉Primary.
hidden：0或1，表示該成員是不是隱藏成員，Hidden成員的主要作用是備份數(shù)據(jù)，可以使用性能較差的服務器作為Hidden成員。Hidden成員不會接收Client的請求，也不會成為Primary。在設置Hidden成員時，必須設置members[n].priorty屬性為0.
priority：數(shù)值類型，用于設置成員成為Primary的優(yōu)先級。priority越高的成員，越有機會成為Primary。如果priority=0，那么該成員永遠不會成為Primary.
votes：1或0，表示該成員的投票的數(shù)量，在每個Replica Set中，最多有7個成員，其votes屬性值是1。votes 屬性是1的成員（voting members）擁有選舉Primary的權利。一個成員要想成為一個Primary，那么必須獲得voting members的大多成員的支持.
在Replica Set中，如果voting members的數(shù)量是5，那么一個成員成為Primary的條件是：獲得超過2個voting members的支持，并且沒有任何voting members 反對。只要有任意一個voting member 反對該成員成為Primary，那么該成員就不能成為Primary。
在客戶端查看進程信息：
shard1:PRIMARY> db.serverCmdLineOpts()
命令含義：
rs.:副本命令，是replSet是縮寫，代表副本集
db.:數(shù)據(jù)庫命令，比如db.printReplicationInfo(),db.printSlaveReplicationInfo()
rs.status:查看成員的復制狀態(tài)，可以在任意節(jié)點執(zhí)行
rs.config():可以得到當前副本的配置，修改配置文件，然后將修改后的配置文件傳遞給reconfig、initiate命令
rs.reconfig()(replSetReconfig):修改副本集的配置。rs.reconfig(conf,{"force":true})
rs.initiate():會初始化配置，只需要對副本集中的一個成員調(diào)用rs.initiate就可以（一般主節(jié)點），收到initiate命令的成員會自動將配置文件傳遞給副本集中的其他成員
修改副本集成員配置時的限制：
1、不能修改_id；
2、不能將當前執(zhí)行rs.reconfig命令的成員的優(yōu)先級設置為 0；
3、不能將仲裁者成員變?yōu)榉侵俨谜叱蓡T，反正亦然；
4、不能將buildIndexes由false改為 true；
強制重新配置：
在備份節(jié)點上調(diào)用rs.reconfig(conf,{"force":ture})強制重新配置副本集。注意conf必須是正確、有效的配置。而且只允許在備份節(jié)點執(zhí)行強制重新配置。
查看復制源
查詢節(jié)點從哪個節(jié)點處復制。在備份節(jié)點上運行,也可以運行rs.status(),查看"syncingTo"字段信息.
db.adminCommand({"replSetGetStatus":1})['syncingTo'];
復制鏈:
MongoDB根據(jù)ping時間選擇同步源，一個成員向另一個成員發(fā)送心跳請求，就知道心跳請求所耗費的時間（rs.status()中的"pingMs"記錄了成員到達相關成員的所花費的平均時間）。MongosDB維護著不同成員間請求的平均花費時間。選擇同步源時，會選擇一個離自己比較近而且數(shù)據(jù)比自己新的成員。但是同一數(shù)據(jù)中心的成員可能會從同一數(shù)據(jù)中心的其他成員處復制，而不是從位于另一個數(shù)據(jù)中心的主節(jié)點處復制（這樣可以減少網(wǎng)絡流量），所以會出現(xiàn)復制鏈的情況，復制鏈越長會導致主節(jié)點的操作復制到所有的服務器所花費的時間越長。這對于需要從副本中讀取數(shù)據(jù)的需求這種情況是不希望看到的。
修改復制源
db.adminCommand({"replSetSyncFrom":"192.168.137.10:27011"});
禁用復制鏈（在主副本中執(zhí)行）
conf = rs.conf()
conf.settings.chainingAllowed = false
rs.reconfig(conf)
計算延遲：
查看當前副本集oplog狀態(tài)
rs.printReplicationInfo()
configured oplog size:oplog配置的大小
log length start to end: oplog包含的操作時長。
oplog first event time: oplog第一條操作的時間。
oplog last event time: oplog最后一條操作的時間。
now:當前時間。
注意：oplog中第一條操作與最后一條操作的時間差就是操作日志的長度。
查看復制延遲，會顯示當前所有的備份節(jié)點同步時間，和落后主節(jié)點的時長：
rs.printSlaveReplicationInfo()
調(diào)整oplog大小：
1) 如果是主節(jié)點，將主節(jié)點變成備份節(jié)點。
2) 將oplog中的最后一條insert操作保存到其它集合中。
use local
db.tempLastOp20180330.save( db.oplog.rs.find( { }, { ts: 1, h: 1 } ).sort( {$natural : -1} ).limit(1).next() )
3) 關閉當前服務
4) 以單機模式啟動,可以指定一個新的端口，或者將replSet注釋掉已配置文件啟動
mongod --port 6777 --bind_ip 192.168.10.10,127.0.0.1 --dbpath /u02/mongo6777/data/
5) 刪除當前oplog
db.oplog.rs.drop();
6) 創(chuàng)建新的oplog
db.createCollection("oplog.rs",{"capped":true,"size":1048576})
db.createCollection("oplog.rs",{"capped":true,"size":(2*1024*1024*1024)})
7) 將最后一條insert記錄寫回oplog
var tempLastOp=db.tempLastOp20180330.find().next()
db.oplog.rs.insert(tempLastOp)
db.oplog.rs.find()
8) 以副本成員身份啟動當前服務
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