一、副本集 Replica Sets

1.1 簡介

????????MongoDB 中的副本集（Replica Set）是一組維護相同數(shù)據(jù)集的 mongod 服務(wù)。 副本集可提供冗余和高可用性，是所有生產(chǎn)部署的基礎(chǔ)。

????????也可以說，副本集類似于有自動故障恢復(fù)功能的主從集群。通俗的講就是用多臺機器進行同一數(shù)據(jù)的異步同步，從而使多臺機器擁有同一數(shù)據(jù)的多個副本，并且當主庫 down 掉時在不需要用戶干預(yù)的情況下自動切換其他備份服務(wù)器做主庫。而且還可以利用副本服務(wù)器做只讀服務(wù)器，實現(xiàn)讀寫分離，提高負載。

1）：冗余和數(shù)據(jù)可用性

????????復(fù)制提供冗余并提高數(shù)據(jù)可用性。 通過在不同數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上提供多個數(shù)據(jù)副本，復(fù)制可提供一定級別的容錯功能，以防止丟失單個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

????????在某些情況下，復(fù)制可以提供增加的讀取性能，因為客戶端可以將讀取操作發(fā)送到不同的服務(wù)上， 在不同數(shù)據(jù)中心維護數(shù)據(jù)副本可以增加分布式應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)位置和可用性。 您還可以為專用目的維護其他副本，例如災(zāi)難恢復(fù)，報告或備份。

2）：MongoDB 中的復(fù)制

????????副本集是一組維護相同數(shù)據(jù)集的 mongod 實例。 副本集包含多個數(shù)據(jù)承載節(jié)點和可選的一個仲裁節(jié)點。在承載數(shù)據(jù)的節(jié)點中，一個且僅一個成員被視為主節(jié)點，而其他節(jié)點被視為次要（從）節(jié)點。

????????主節(jié)點接收所有寫操作。 副本集只能有一個主要的寫入; 雖然在某些情況下，另一個 mongod 實例可能暫時認為自己也是主要的。主要記錄其操作日志中的數(shù)據(jù)集的所有更改，即 oplog。

????????輔助(副本)節(jié)點復(fù)制主節(jié)點的 oplog 并將操作應(yīng)用于其數(shù)據(jù)集，以使輔助節(jié)點的數(shù)據(jù)集反映主節(jié)點的數(shù)據(jù)集。 如果主要人員不在，則符合條件的中學(xué)將舉行選舉以選出新的主要人員。

3）：主從復(fù)制和副本集區(qū)別

????????主從集群和副本集最大的區(qū)別就是副本集沒有固定的 “主節(jié)點”；整個集群會選出一個“主節(jié)點”，當其掛掉后，又在剩下的從節(jié)點中選中其他節(jié)點為 “主節(jié)點”，副本集總有一個活躍點(主、primary) 和一個或多個備份節(jié)點 (從、secondary)。

1.2 副本集三個角色

? ? ? ? 副本集有兩種類型三種角色。

兩種類型：

????????主節(jié)點（Primary）類型：數(shù)據(jù)操作的主要連接點，可讀寫。

????????次要（輔助、從）節(jié)點（Secondaries）類型：數(shù)據(jù)冗余備份節(jié)點，可以讀或選舉。

三種角色：

????????主要成員（Primary）：主要接收所有寫操作。就是主節(jié)點。

????????副本成員（Replicate）：從主節(jié)點通過復(fù)制操作以維護相同的數(shù)據(jù)集，即備份數(shù)據(jù)，不可寫操作，但可以讀操作（但需要配置）。是默認的一種從節(jié)點類型。

????????仲裁者（Arbiter）：不保留任何數(shù)據(jù)的副本，只具有投票選舉作用。當然也可以將仲裁服務(wù)器維護為副本集的一部分，即副本成員同時也可以是仲裁者。也是一種從節(jié)點類型。

關(guān)于仲裁者的額外說明：

????????您可以將額外的 mongod 實例添加到副本集作為仲裁者。 仲裁者不維護數(shù)據(jù)集。 仲裁者的目的是通過響應(yīng)其他副本集成員的心跳和選舉請求來維護副本集中的仲裁。 因為它們不存儲數(shù)據(jù)集，所以仲裁器可以是提供副本集仲裁功能的好方法，其資源成本比具有數(shù)據(jù)集的全功能副本集成員更便宜。

????????如果您的副本集具有偶數(shù)個成員，請?zhí)砑又俨谜咭垣@得主要選舉中的“大多數(shù)”投票。 仲裁者不需要專用硬件。

????????仲裁者將永遠是仲裁者，而主要人員可能會退出并成為次要人員，而次要人員可能成為選舉期間的主要人員。

????????如果你的副本+主節(jié)點的個數(shù)是偶數(shù)，建議加一個仲裁者，形成奇數(shù)，容易滿足大多數(shù)的投票。

????????如果你的副本+主節(jié)點的個數(shù)是奇數(shù)，可以不加仲裁者。?

1.3 副本集架構(gòu)目標

? ? ? ? 一主一副本一仲裁，架構(gòu)圖如下所示：

1.4 副本集的創(chuàng)建

1.4.1 創(chuàng)建主節(jié)點

????????建立存放數(shù)據(jù)和日志的目錄

# 存放日志信息
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/log# 存放數(shù)據(jù)信息
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/data/db

????????新建配置信息

vim /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/mongod.conf

? ? ? ? 內(nèi)容如下：

systemLog:# MongoDB發(fā)送所有日志輸出的目標指定為文件destination: file# mongod或mongos應(yīng)向其發(fā)送所有診斷日志記錄信息的日志文件的路徑path: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/log/mongod.log"# 當mongos或mongod實例重新啟動時，mongos或mongod會將新條目附加到現(xiàn)有日志文件的末尾。logAppend: true
storage:# mongod實例存儲其數(shù)據(jù)的目錄。storage.dbPath設(shè)置僅適用于mongod。dbPath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/data/db"journal:# 啟用或禁用持久性日志以確保數(shù)據(jù)文件保持有效和可恢復(fù)。enabled: true
processManagement:# 啟用在后臺運行mongos或mongod進程的守護進程模式。fork: true# 指定用于保存mongos或mongod進程的進程ID的文件位置，其中mongos或mongod將寫入其PIDpidFilePath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/log/mongod.pid"
net:# 服務(wù)實例綁定所有IP，有副作用，副本集初始化的時候，節(jié)點名字會自動設(shè)置為本地域名，而不是ip#bindIpAll: true# 服務(wù)實例綁定的IPbindIp: localhost,192.168.229.154#bindIp# 綁定的端口port: 27017
replication:# 副本集的名稱replSetName: myrs

????????啟動節(jié)點服務(wù)：

[root@node1 mongodb]# /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27017/mongod.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 42243
child process started successfully, parent exiting

1.4.2 創(chuàng)建副本節(jié)點

????????建立存放數(shù)據(jù)和日志的目錄

# 存放日志信息
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/log# 存放數(shù)據(jù)信息
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/data/db

????????新建配置信息

vim /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/mongod.conf

? ? ? ? 內(nèi)容如下：

systemLog:# MongoDB發(fā)送所有日志輸出的目標指定為文件destination: file# mongod或mongos應(yīng)向其發(fā)送所有診斷日志記錄信息的日志文件的路徑path: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/log/mongod.log"# 當mongos或mongod實例重新啟動時，mongos或mongod會將新條目附加到現(xiàn)有日志文件的末尾。logAppend: true
storage:# mongod實例存儲其數(shù)據(jù)的目錄。storage.dbPath設(shè)置僅適用于mongod。dbPath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/data/db"journal:# 啟用或禁用持久性日志以確保數(shù)據(jù)文件保持有效和可恢復(fù)。enabled: true
processManagement:# 啟用在后臺運行mongos或mongod進程的守護進程模式。fork: true# 指定用于保存mongos或mongod進程的進程ID的文件位置，其中mongos或mongod將寫入其PIDpidFilePath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/log/mongod.pid"
net:# 服務(wù)實例綁定所有IP，有副作用，副本集初始化的時候，節(jié)點名字會自動設(shè)置為本地域名，而不是ip#bindIpAll: true# 服務(wù)實例綁定的IPbindIp: localhost,192.168.229.154#bindIp# 綁定的端口port: 27018
replication:# 副本集的名稱replSetName: myrs

????????啟動節(jié)點服務(wù)：

[root@node1 mongodb]# /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27018/mongod.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 45029
child process started successfully, parent exiting

1.4.3 創(chuàng)建仲裁節(jié)點

????????建立存放數(shù)據(jù)和日志的目錄

# 存放日志信息
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/log# 存放數(shù)據(jù)信息
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/data/db

????????新建配置信息

vim /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/mongod.conf

? ? ? ? 內(nèi)容如下：

systemLog:# MongoDB發(fā)送所有日志輸出的目標指定為文件destination: file# mongod或mongos應(yīng)向其發(fā)送所有診斷日志記錄信息的日志文件的路徑path: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/log/mongod.log"# 當mongos或mongod實例重新啟動時，mongos或mongod會將新條目附加到現(xiàn)有日志文件的末尾。logAppend: true
storage:# mongod實例存儲其數(shù)據(jù)的目錄。storage.dbPath設(shè)置僅適用于mongod。dbPath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/data/db"journal:# 啟用或禁用持久性日志以確保數(shù)據(jù)文件保持有效和可恢復(fù)。enabled: true
processManagement:# 啟用在后臺運行mongos或mongod進程的守護進程模式。fork: true# 指定用于保存mongos或mongod進程的進程ID的文件位置，其中mongos或mongod將寫入其PIDpidFilePath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/log/mongod.pid"
net:# 服務(wù)實例綁定所有IP，有副作用，副本集初始化的時候，節(jié)點名字會自動設(shè)置為本地域名，而不是ip#bindIpAll: true# 服務(wù)實例綁定的IPbindIp: localhost,192.168.229.154#bindIp# 綁定的端口port: 27019
replication:# 副本集的名稱replSetName: myrs

????????啟動節(jié)點服務(wù)：

[root@node1 mongodb]# /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/replica_sets/myrs_27019/mongod.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 46093
child process started successfully, parent exiting

1.4.4 初始化配置副本集和主節(jié)點

????????使用客戶端命令連接任意一個節(jié)點，但這里盡量要連接主節(jié)點 (27017節(jié)點)：

/usr/local/mongodb/bin/mongo --host=192.168.229.154 --port=27017

????????結(jié)果，連接上之后，很多命令無法使用，比如 show dbs 等，如下所示，必須初始化副本集才可以。

# 使用默認的配置來初始化副本集
rs.initiate()

# "ok"：1，說明創(chuàng)建成功。
# 命令行提示符發(fā)生變化，變成了一個從節(jié)點角色，此時默認不能讀寫。稍等片刻，回車，變成主節(jié)點。
> rs.initiate()
{"info2" : "no configuration specified. Using a default configuration for the set","me" : "192.168.229.154:27017","ok" : 1
}
myrs:SECONDARY> 
myrs:PRIMARY> 

1.4.5 查看副本集的配置內(nèi)容

? ? ? ? 查看當前副本集配置的文檔，語法如下：

# rs.config() 是該方法的別名。
# configuration：可選，如果沒有配置，則使用默認主節(jié)點配置
rs.conf(configuration)

????????在 27017 上執(zhí)行副本集中當前節(jié)點的默認節(jié)點配置，如下：

myrs:PRIMARY> rs.conf()
{# 副本集的配置數(shù)據(jù)存儲的主鍵值，默認就是副本集的名字"_id" : "myrs","version" : 1,"protocolVersion" : NumberLong(1),"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,# 副本集成員數(shù)組，此時只有一個： "host" : "192.168.229.154:27017" "members" : [{"_id" : 0,"host" : "192.168.229.154:27017",# 該成員不是仲裁節(jié)點"arbiterOnly" : false,"buildIndexes" : true,"hidden" : false,# 優(yōu)先級（權(quán)重值）"priority" : 1,"tags" : {},"slaveDelay" : NumberLong(0),"votes" : 1}],# 副本集的參數(shù)配置"settings" : {"chainingAllowed" : true,"heartbeatIntervalMillis" : 2000,"heartbeatTimeoutSecs" : 10,"electionTimeoutMillis" : 10000,"catchUpTimeoutMillis" : -1,"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,"getLastErrorModes" : {},"getLastErrorDefaults" : {"w" : 1,"wtimeout" : 0},"replicaSetId" : ObjectId("6528b761af0089c47768dd07")}
}

?提示：

????????副本集配置的查看命令，本質(zhì)是查詢的是 system.replset 的表中的數(shù)據(jù)

myrs:PRIMARY> use local
switched to db local
myrs:PRIMARY> show collections
oplog.rs
replset.election
replset.minvalid
replset.oplogTruncateAfterPoint
startup_log
system.replset
system.rollback.id
myrs:PRIMARY> db.system.replset.find()
{ "_id" : "myrs", "version" : 1, "protocolVersion" : NumberLong(1), "writeConcernMajorityJournalDefault" : true, "members" : [ { "_id" : 0, "host" : "192.168.229.154:27017", "arbiterOnly" : false, "buildIndexes" : true, "hidden" : false, "priority" : 1, "tags" : {  }, "slaveDelay" : NumberLong(0), "votes" : 1 } ], "settings" : { "chainingAllowed" : true, "heartbeatIntervalMillis" : 2000, "heartbeatTimeoutSecs" : 10, "electionTimeoutMillis" : 10000, "catchUpTimeoutMillis" : -1, "catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000, "getLastErrorModes" : {  }, "getLastErrorDefaults" : { "w" : 1, "wtimeout" : 0 }, "replicaSetId" : ObjectId("6528b761af0089c47768dd07") } }
myrs:PRIMARY>

1.4.6 查看副本集狀態(tài)

????????返回包含狀態(tài)信息的文檔。此輸出使用從副本集的其他成員發(fā)送的心跳包中獲得的數(shù)據(jù)反映副本集的當前狀態(tài)。語法如下：

rs.status()

# 在 27017 上查看副本集狀態(tài)
myrs:PRIMARY> rs.status()
{# 副本集的名字"set" : "myrs","date" : ISODate("2023-10-13T06:33:05.838Z"),# 說明狀態(tài)正常"myState" : 1,"term" : NumberLong(1),"syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),"optimes" : {"lastCommittedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697178781, 1),"t" : NumberLong(1)},"readConcernMajorityOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697178781, 1),"t" : NumberLong(1)},"appliedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697178781, 1),"t" : NumberLong(1)},"durableOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697178781, 1),"t" : NumberLong(1)}},"lastStableCheckpointTimestamp" : Timestamp(1697178721, 1),"electionCandidateMetrics" : {"lastElectionReason" : "electionTimeout","lastElectionDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.154Z"),"electionTerm" : NumberLong(1),"lastCommittedOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(0, 0),"t" : NumberLong(-1)},"lastSeenOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(1697167201, 1),"t" : NumberLong(-1)},"numVotesNeeded" : 1,"priorityAtElection" : 1,"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),"newTermStartDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.231Z"),"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.308Z")},# 副本集成員數(shù)組，此時只有一個"members" : [{"_id" : 0,"name" : "192.168.229.154:27017",# 該節(jié)點是健康的"health" : 1,"state" : 1,"stateStr" : "PRIMARY","uptime" : 12350,"optime" : {"ts" : Timestamp(1697178781, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2023-10-13T06:33:01Z"),"syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"infoMessage" : "","electionTime" : Timestamp(1697167202, 1),"electionDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02Z"),"configVersion" : 1,"self" : true,"lastHeartbeatMessage" : ""}],"ok" : 1,"operationTime" : Timestamp(1697178781, 1),"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697178781, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
}

1.4.7 添加副本從節(jié)點

????????在主節(jié)點添加從節(jié)點，將其他成員加入到副本集，語法如下：

# host格式為：ip地址:端口號
rs.add(host)

????????將 27018 的副本節(jié)點添加到副本集中，命令如下：

myrs:PRIMARY> rs.add("192.168.229.154:27018")
{# 說明添加成功"ok" : 1,"operationTime" : Timestamp(1697179246, 1),"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697179246, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
}

? ? ? ? 此時，再次查看副本集狀態(tài)

myrs:PRIMARY> rs.status()
{"set" : "myrs","date" : ISODate("2023-10-13T06:41:58.219Z"),"myState" : 1,"term" : NumberLong(1),"syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),"optimes" : {"lastCommittedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)},"readConcernMajorityOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)},"appliedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)},"durableOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)}},"lastStableCheckpointTimestamp" : Timestamp(1697179262, 1),"electionCandidateMetrics" : {"lastElectionReason" : "electionTimeout","lastElectionDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.154Z"),"electionTerm" : NumberLong(1),"lastCommittedOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(0, 0),"t" : NumberLong(-1)},"lastSeenOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(1697167201, 1),"t" : NumberLong(-1)},"numVotesNeeded" : 1,"priorityAtElection" : 1,"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),"newTermStartDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.231Z"),"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.308Z")},"members" : [{"_id" : 0,"name" : "192.168.229.154:27017","health" : 1,"state" : 1,"stateStr" : "PRIMARY","uptime" : 12883,"optime" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2023-10-13T06:41:52Z"),"syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"infoMessage" : "","electionTime" : Timestamp(1697167202, 1),"electionDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02Z"),"configVersion" : 2,"self" : true,"lastHeartbeatMessage" : ""},# 這個新創(chuàng)建的第二個角色{"_id" : 1,"name" : "192.168.229.154:27018","health" : 1,"state" : 2,"stateStr" : "SECONDARY","uptime" : 71,"optime" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDurable" : {"ts" : Timestamp(1697179312, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2023-10-13T06:41:52Z"),"optimeDurableDate" : ISODate("2023-10-13T06:41:52Z"),"lastHeartbeat" : ISODate("2023-10-13T06:41:56.894Z"),"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2023-10-13T06:41:57.236Z"),"pingMs" : NumberLong(0),"lastHeartbeatMessage" : "","syncingTo" : "192.168.229.154:27017","syncSourceHost" : "192.168.229.154:27017","syncSourceId" : 0,"infoMessage" : "","configVersion" : 2}],"ok" : 1,"operationTime" : Timestamp(1697179312, 1),"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697179312, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
}

1.4.8 添加仲裁從節(jié)點

????????添加一個仲裁節(jié)點到副本集，語法如下：

rs.addArb(host)

????????將 27019?的仲裁節(jié)點添加到副本集中?

myrs:PRIMARY> rs.addArb("192.168.229.154:27019")
{# 說明添加成功"ok" : 1,"operationTime" : Timestamp(1697179436, 1),"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697179436, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
}

?? ? ? ? 此時，再次查看副本集狀態(tài)

myrs:PRIMARY> rs.status()
{"set" : "myrs","date" : ISODate("2023-10-13T06:45:08.595Z"),"myState" : 1,"term" : NumberLong(1),"syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),"optimes" : {"lastCommittedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)},"readConcernMajorityOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)},"appliedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)},"durableOpTime" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)}},"lastStableCheckpointTimestamp" : Timestamp(1697179436, 1),"electionCandidateMetrics" : {"lastElectionReason" : "electionTimeout","lastElectionDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.154Z"),"electionTerm" : NumberLong(1),"lastCommittedOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(0, 0),"t" : NumberLong(-1)},"lastSeenOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(1697167201, 1),"t" : NumberLong(-1)},"numVotesNeeded" : 1,"priorityAtElection" : 1,"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),"newTermStartDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.231Z"),"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02.308Z")},"members" : [{"_id" : 0,"name" : "192.168.229.154:27017","health" : 1,"state" : 1,"stateStr" : "PRIMARY","uptime" : 13073,"optime" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2023-10-13T06:45:02Z"),"syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"infoMessage" : "","electionTime" : Timestamp(1697167202, 1),"electionDate" : ISODate("2023-10-13T03:20:02Z"),"configVersion" : 3,"self" : true,"lastHeartbeatMessage" : ""},{"_id" : 1,"name" : "192.168.229.154:27018","health" : 1,"state" : 2,"stateStr" : "SECONDARY","uptime" : 262,"optime" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDurable" : {"ts" : Timestamp(1697179502, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2023-10-13T06:45:02Z"),"optimeDurableDate" : ISODate("2023-10-13T06:45:02Z"),"lastHeartbeat" : ISODate("2023-10-13T06:45:06.956Z"),"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2023-10-13T06:45:06.973Z"),"pingMs" : NumberLong(0),"lastHeartbeatMessage" : "","syncingTo" : "192.168.229.154:27017","syncSourceHost" : "192.168.229.154:27017","syncSourceId" : 0,"infoMessage" : "","configVersion" : 3},{"_id" : 2,"name" : "192.168.229.154:27019","health" : 1,"state" : 7,"stateStr" : "ARBITER","uptime" : 71,"lastHeartbeat" : ISODate("2023-10-13T06:45:06.955Z"),"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2023-10-13T06:45:06.956Z"),"pingMs" : NumberLong(0),"lastHeartbeatMessage" : "","syncingTo" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"infoMessage" : "","configVersion" : 3}],"ok" : 1,"operationTime" : Timestamp(1697179502, 1),"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697179502, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
}

1.5 副本集讀寫操作

? ? ? ? 接下來我們測試三個不同角色的節(jié)點的數(shù)據(jù)讀寫情況。登錄主節(jié)點?27017，寫入和讀取數(shù)據(jù)

myrs:PRIMARY> use articledb
switched to db articledb
myrs:PRIMARY> db
articledb
myrs:PRIMARY> db.comment.insert({"articleid":"100000","content":"今天天氣真好，陽光明媚","userid":"1001","nickname":"Rose","createdatetime":new Date()})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
myrs:PRIMARY> db.comment.find()
{ "_id" : ObjectId("6528e8155dabb447bc9211d2"), "articleid" : "100000", "content" : "今天天氣真好，陽光明媚", "userid" : "1001", "nickname" : "Rose", "createdatetime" : ISODate("2023-10-13T06:47:49.542Z") }

????????登錄從節(jié)點 27018 ?

myrs:SECONDARY> show dbs
2023-10-13T00:06:41.119-0700 E QUERY    [js] Error: listDatabases failed:{"operationTime" : Timestamp(1697180793, 1),"ok" : 0,"errmsg" : "not master and slaveOk=false","code" : 13435,"codeName" : "NotMasterNoSlaveOk","$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697180793, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:151:1
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:882:13
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:766:15
@(shellhelp2):1:1

????????發(fā)現(xiàn)，不能讀取集合的數(shù)據(jù)。當前從節(jié)點只是一個備份，不是奴隸節(jié)點，無法讀取數(shù)據(jù)，寫當然更不行。

????????因為默認情況下，從節(jié)點是沒有讀寫權(quán)限的，可以增加讀的權(quán)限，但需要進行設(shè)置。

# 設(shè)置讀操作權(quán)限
# 該命令是 db.getMongo().setSlaveOk() 的簡化命令。
rs.slaveOk() 或 rs.slaveOk(true)

# 在 27018 上設(shè)置作為奴隸節(jié)點權(quán)限，具備讀權(quán)限
myrs:SECONDARY> rs.slaveOk()
WARNING: slaveOk() is deprecated and may be removed in the next major release. Please use secondaryOk() instead.
# 執(zhí)行查詢命令，運行成功！
myrs:SECONDARY> show dbs
admin      0.000GB
articledb  0.000GB
config     0.000GB
local      0.000GB
myrs:SECONDARY> db.comment.find()
myrs:SECONDARY> use articledb
switched to db articledb
myrs:SECONDARY> db.comment.find()
{ "_id" : ObjectId("6528e8155dabb447bc9211d2"), "articleid" : "100000", "content" : "今天天氣真好，陽光明媚", "userid" : "1001", "nickname" : "Rose", "createdatetime" : ISODate("2023-10-13T06:47:49.542Z") }
# 但仍然不允許插入
myrs:SECONDARY> db.comment.insert({"_id":"1","articleid":"100001","content":"我們不應(yīng)該把清晨浪費在手機上，健康很重要，k一杯溫水幸福你我他。","userid":"1002","nickname":"相忘于江湖","createdatetime":new Date("2019-08-05T22:08:15.522Z"),"likenum":NumberInt(1000),"state":"1"})
WriteCommandError({"operationTime" : Timestamp(1697181093, 1),"ok" : 0,"errmsg" : "not master","code" : 10107,"codeName" : "NotMaster","$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697181093, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
})

????????現(xiàn)在實現(xiàn)了讀寫分離，讓主插入數(shù)據(jù)，讓從來讀取數(shù)據(jù)。

????????如果要取消作為奴隸節(jié)點的讀權(quán)限：

rs.slaveOk(false)

# 在 27018 取消設(shè)置奴隸節(jié)點權(quán)限
myrs:SECONDARY> rs.slaveOk(false)
WARNING: slaveOk() is deprecated and may be removed in the next major release. Please use secondaryOk() instead.
# 無法再查看數(shù)據(jù)
myrs:SECONDARY> db.comment.find()
Error: error: {"operationTime" : Timestamp(1697181203, 1),"ok" : 0,"errmsg" : "not master and slaveOk=false","code" : 13435,"codeName" : "NotMasterNoSlaveOk","$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1697181203, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}}
}

????????仲裁者節(jié)點，不存放任何業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的，可以登錄查看

# 登錄 27019 節(jié)點
/usr/local/mongodb/bin/mongo --host 192.168.229.154 --port 27019# 設(shè)置為奴隸節(jié)點
myrs:ARBITER> rs.slaveOk()
WARNING: slaveOk() is deprecated and may be removed in the next major release. Please use secondaryOk() instead.
# 無法查看相關(guān)信息
myrs:ARBITER> show dbs
2023-10-13T00:15:19.072-0700 E QUERY    [js] Error: listDatabases failed:{"ok" : 0,"errmsg" : "node is not in primary or recovering state","code" : 13436,"codeName" : "NotMasterOrSecondary"
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:151:1
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:882:13
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:766:15
@(shellhelp2):1:1

?1.6 主節(jié)點的選舉原則

????????MongoDB 在副本集中，會自動進行主節(jié)點的選舉，主節(jié)點選舉的觸發(fā)條件：

a、主節(jié)點故障

b、主節(jié)點網(wǎng)絡(luò)不可達（默認心跳信息為10秒）

c、人工干預(yù)（rs.stepDown(600)）

????????一旦觸發(fā)選舉，就要根據(jù)一定規(guī)則來選主節(jié)點。選舉規(guī)則是根據(jù)票數(shù)來決定誰獲勝：

票數(shù)最高，并且獲得了 “大多數(shù)” 成員的投票支持的節(jié)點獲勝。

? ? ? ? “大多數(shù)” 的定義為：假設(shè)復(fù)制集內(nèi)投票成員數(shù)量為 N，則大多數(shù)為 N/2 + 1。例如：3 個投票成員，則大多數(shù)的值是 2。當復(fù)制集內(nèi)存活成員數(shù)量不足大多數(shù)時，整個復(fù)制集將無法選舉出?Primary，復(fù)制集將無法提供寫服務(wù)，處于只讀狀態(tài)。

若票數(shù)相同，且都獲得了“大多數(shù)”成員的投票支持的，數(shù)據(jù)新的節(jié)點獲勝。

????????數(shù)據(jù)的新舊是通過操作日志 oplog 來對比的。

????????在獲得票數(shù)的時候，優(yōu)先級（priority）參數(shù)影響重大。

????????可以通過設(shè)置優(yōu)先級（priority）來設(shè)置額外票數(shù)。優(yōu)先級即權(quán)重，取值為 0-1000，相當于可額外增加 0-1000 的票數(shù)，優(yōu)先級的值越大，就越可能獲得多數(shù)成員的投票（votes）數(shù)。指定較高的值可使成員更有資格成為主要成員，更低的值可使成員更不符合條件。

????????默認情況下，優(yōu)先級的值是 1

myrs:PRIMARY> rs.conf()
{"_id" : "myrs","version" : 3,"protocolVersion" : NumberLong(1),"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,"members" : [{"_id" : 0,"host" : "192.168.229.154:27017","arbiterOnly" : false,"buildIndexes" : true,"hidden" : false,"priority" : 1,"tags" : {},"slaveDelay" : NumberLong(0),"votes" : 1},{"_id" : 1,"host" : "192.168.229.154:27018","arbiterOnly" : false,"buildIndexes" : true,"hidden" : false,"priority" : 1,"tags" : {},"slaveDelay" : NumberLong(0),"votes" : 1},{"_id" : 2,"host" : "192.168.229.154:27019","arbiterOnly" : true,"buildIndexes" : true,"hidden" : false,"priority" : 0,"tags" : {},"slaveDelay" : NumberLong(0),"votes" : 1}],"settings" : {"chainingAllowed" : true,"heartbeatIntervalMillis" : 2000,"heartbeatTimeoutSecs" : 10,"electionTimeoutMillis" : 10000,"catchUpTimeoutMillis" : -1,"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,"getLastErrorModes" : {},"getLastErrorDefaults" : {"w" : 1,"wtimeout" : 0},"replicaSetId" : ObjectId("6528b761af0089c47768dd07")}
}

????????可以看出，主節(jié)點和副本節(jié)點的優(yōu)先級各為 1，即，默認可以認為都已經(jīng)有了一票。但選舉節(jié)點，優(yōu)先級是 0，（要注意是，官方說了，選舉節(jié)點的優(yōu)先級必須是 0，不能是別的值。即不具備選舉權(quán)，但具有投票權(quán)）。

1.7 故障測試

1.7.1 副本節(jié)點故障測試

? ? ? ? 首先關(guān)閉 27018 副本節(jié)點。主節(jié)點和仲裁節(jié)點對 27018 的心跳失敗。但是因為主節(jié)點還在，因此，沒有觸發(fā)投票選舉。如果此時，在主節(jié)點寫入數(shù)據(jù)。

db.comment.insert({"_id":"1","articleid":"100001","content":"我們不應(yīng)該把清晨浪費在手機上，健康很重要，一杯溫水幸福你我他。","userid":"1002","nickname":"相忘于江湖","createdatetime":new Date("2019-08-05T22:08:15.522Z"),"likenum":NumberInt(1000),"state":"1"})

? ? ? ? 再次啟動 27018 從節(jié)點，會發(fā)現(xiàn)，主節(jié)點寫入的數(shù)據(jù)，會自動同步給從節(jié)點。?

1.7.2 主節(jié)點故障測試

????????關(guān)閉 27017 節(jié)點，從節(jié)點和仲裁節(jié)點對 27017 的心跳失敗，當失敗超過 10 秒，此時因為沒有主節(jié)點了，會自動發(fā)起投票。

????????而副本節(jié)點只有 27018，因此，候選人只有一個就是 27018，開始投票。

????????27019 向 27018 投了一票，27018 本身自帶一票，因此共兩票，超過了 “大多數(shù)”

????????27019 是仲裁節(jié)點，沒有選舉權(quán)，27018 不向其投票，其票數(shù)是 0。

????????最終結(jié)果，27018 成為主節(jié)點。具備讀寫功能。在 27018 寫入數(shù)據(jù)查看。

db.comment.insert({"_id":"1","articleid":"100001","content":"我們不應(yīng)該把清晨浪費在手機上，健康很重要，一杯溫水幸福你我他。","userid":"1002","nickname":"相忘于江湖","createdatetime":new Date("2019-08-05T22:08:15.522Z"),"likenum":NumberInt(1000),"state":"1"})

????????再啟動 27017 節(jié)點，發(fā)現(xiàn) 27017 變成了從節(jié)點，27018 仍保持主節(jié)點。

????????登錄 27017 節(jié)點，發(fā)現(xiàn)是從節(jié)點了，數(shù)據(jù)自動從 27018 同步。從而實現(xiàn)了高可用。

1.7.3 仲裁節(jié)點和主節(jié)點故障

????????先關(guān)掉仲裁節(jié)點 27019，關(guān)掉現(xiàn)在的主節(jié)點 27018。

????????登錄 27017 后，發(fā)現(xiàn)，27017 仍然是從節(jié)點，副本集中沒有主節(jié)點了，導(dǎo)致此時，副本集是只讀狀態(tài)，無法寫入。

????????為啥不選舉了？因為 27017 的票數(shù)，沒有獲得大多數(shù)，即沒有大于等于 2，它只有默認的一票（優(yōu)先級是1）如果要觸發(fā)選舉，隨便加入一個成員即可。

????????如果只加入 27019 仲裁節(jié)點成員，則主節(jié)點一定是 27017，因為沒得選了，仲裁節(jié)點不參與選舉，但參與投票。

????????如果只加入 27018 節(jié)點，會發(fā)起選舉。因為 27017 和 27018 都是兩票，則按照誰數(shù)據(jù)新，誰當主節(jié)點。

1.7.4 仲裁節(jié)點和從節(jié)點故障

????????先關(guān)掉仲裁節(jié)點 27019，關(guān)掉現(xiàn)在的副本節(jié)點 27018，

????????10 秒后，27017 主節(jié)點自動降級為副本節(jié)點。（服務(wù)降級）副本集不可寫數(shù)據(jù)了，已經(jīng)故障了。

1.8 Compass 連接副本集

1.9 SpringDataMongoDB 連接副本集

????????副本集語法如下：

# slaveOk=true :開啟副本節(jié)點讀的功能，可實現(xiàn)讀寫分離
# connect=replicaSet：自動到副本集中選擇讀寫的主機，如果 slaveOk 是打開的，則實現(xiàn)了讀寫分離
mongodb://host1,host2,host3/數(shù)據(jù)庫名稱?connect=replicaSet&laveOk=true$replicaSet=副本集名字

????????修改我們自己的?application.yml 文件，如下所示：

spring:# 數(shù)據(jù)源配置data:mongodb:# 主機地址# host: 192.168.229.154# 數(shù)據(jù)庫# database: articledb# 默認端口是27017# port: 27017# 也可以使用uri連接uri: mongodb://192.168.229.154:27017,192.168.229.154:27018,192.168.229.154:27019/articledb?connect=replicaSet&slaveOk=true&replicaSet=myrs

注意：

????????SpringDataMongoDB 自動實現(xiàn)了讀寫分離。

????????寫操作時，只打開主節(jié)點連接；

????????讀操作時，同時打開主節(jié)點和從節(jié)點連接，但使用從節(jié)點獲取數(shù)據(jù)。