通常，为了防止单点故障应用程序需要做集群。然而在数据库中除了防止单点故障，还需要做到数据库备份，读写分离，故障转移等。而 MongoDB 的 Replica Set 恰恰都能满足这些要求。
复制集成员
Replica Set 的成员是一堆有着同样的数据内容 mongod 的实例集合，包含以下三类角色：
主节点（Primary）
是 Replica Set 中唯一的接收写请求的节点，并将写入指令记录到 oplog 上。副本节点通过复制 oplog 的写入指令同步主节点的数据。Secondary。一个 Replica Set 有且只有Primary 节点，当Primar挂掉后，其他 Secondary 或者 Arbiter 节点会重新选举出来一个主节点。应用程序的默认读取请求也是发到 Primary节点处理的。副本节点（Secondary）
通过复制主节点 oplog 中的指令与主节点保持同样的数据集，当主节点挂掉的时候，参与主节点选举。仲裁者（Arbiter）
不存储实际应用数据，只投票参与选取主节点，但不会被选举成为主节点。
复制集搭建（3个成员）
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节点目录结构说明
节点目录结构
其中，instance 、instance_1、instance_2 分别代表3个节点。每个节点都有相同的目录结构，包含了数据目录 data ，日志目录 logs ， JavaScript 文件目录 js， 启停脚本 mongod-server.sh，节点配置文件 mongod.conf 等
节点配置文件 mongod.conf
# syslog配置
logpath=/mnt/mongodb/instance/logs/mongod.log #日志目录
logappend=true
timeStampFormat=iso8601-utc
# storage 存储配置
dbpath=/mnt/mongodb/instance/data/db #数据存储目录
directoryperdb=true
# processManagement 进程管理配置
fork=true
pidfilepath=/mnt/mongodb/instance/var/run/mongod.pid # 进程 PID 文件保存目录
# net 网络配置
bind_ip=127.0.0.1
port=27017
# security 配置
#auth=true
# 复制集
replSet=test-set # 复制集 name
其中 logpath 、dbpath、 pidfilepath 需要根据节点修改到对应目录（路径中的instance 改为 instance_1或 instance_2）。此外还需要修改每个节点的 port，在我的配置当中，instance 、instance_1、instance_2 的端口分别为 27017、27018、27019。
- 启动三个节点
这里启动需要用到上面提到的 mongod-server.sh 服务启停脚本（这个脚本是我自己编写的用于管理 mongod 进程启停，详细了解猛戳这里）
分别在 instance、instance_1、 instance_2 目录中执行一下命令./mongod-server.sh start
[root@iZu1qhttxe5Z instance]# ls
data dump js logs mongod.conf mongod-server.sh var
[root@iZu1qhttxe5Z instance]# ./mongod-server.sh start
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 680
child process started successfully, parent exiting
Started [680]
[root@iZu1qhttxe5Z instance]#
这个时候3个节点已经启动了，接下来需要初始化复制集。
- 初始化复制集
选择任意的节点，进入 js 目录：
[root@iZu1qhttxe5Z js]$ ls
initiate_rs.js user.js
[root@iZu1qhttxe5Z js]# cat initiate_rs.js
rs.initiate()
rs.add("iZu1qhttxe5Z:27017")
rs.add("iZu1qhttxe5Z:27019")
rs.conf()
[root@iZu1qhttxe5Z js]#
这里的 initiate_rs.js 文件适用于初始化复制集的js文件，其实这些操作可以在 mongo shell中操作，但是为了方便运维管理，所以将此操作提取到 js 文件（如何将 mongo shell 命令提出到 js 文件猛戳这里）。
执行初始化，这里选取端口 27018 的节点。
[root@iZu1qhttxe5Z instance_1]# mongo --port 27018 ./js/initiate_rs.js
MongoDB shell version v3.4.5
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27018/
MongoDB server version: 3.4.5
[root@iZu1qhttxe5Z instance_1]#
连接到其中一个节点，查看是否初始化成功
test-set:SECONDARY> rs.status()
{
"set" : "test-set",
"date" : ISODate("2017-06-28T02:57:33.424Z"),
......
},
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "10.117.225.127:27018",
...........
"stateStr" : "SECONDARY",
...........
},
{
"_id" : 1,
"name" : "iZu1qhttxe5Z:27017",
.............
"stateStr" : "PRIMARY",
..............
},
{
"_id" : 2,
"name" : "iZu1qhttxe5Z:27019",
.........
"stateStr" : "SECONDARY",
.........
}
],
"ok" : 1
}
test-set:SECONDARY>
可以看出复制集已经初始化成功。
- 连接Primary节点，写入数据。
test-set:PRIMARY> use test
switched to db test
test-set:PRIMARY> show collections
test-set:PRIMARY> db.test.insert({"name":"knight"});
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
test-set:PRIMARY> show collections
test
test-set:PRIMARY> db.test.find()
{ "_id" : ObjectId("59531cd6000e29eae22a2f83"), "name" : "knight" }
test-set:PRIMARY>
数据插入成功，验证 SECONDARY 是否同步数据
# 27018 节点
[root@iZu1qhttxe5Z js]# mongo --port 27018
MongoDB shell version v3.4.5
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27018/
MongoDB server version: 3.4.5
....
test-set:SECONDARY>
test-set:SECONDARY> rs.slaveOk()
test-set:SECONDARY> use test
switched to db test
test-set:SECONDARY> show collections
test
test-set:SECONDARY> db.test.find()
{ "_id" : ObjectId("59531cd6000e29eae22a2f83"), "name" : "knight" }
test-set:SECONDARY>
[root@iZu1qhttxe5Z js]#
[root@iZu1qhttxe5Z js]#
[root@iZu1qhttxe5Z js]#
# 27019 节点
[root@iZu1qhttxe5Z js]# mongo --port 27019
MongoDB shell version v3.4.5
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27019/
MongoDB server version: 3.4.5
....
test-set:SECONDARY> rs.slaveOk()
test-set:SECONDARY> use test
switched to db test
test-set:SECONDARY> db.test.find()
{ "_id" : ObjectId("59531cd6000e29eae22a2f83"), "name" : "knight" }
test-set:SECONDARY>
- 默认情况下，Secondary不能读和写， 需要执行 rs.slaveOk()(或者执行db.getMongo().setSlaveOk())。
test-set:SECONDARY> use test
switched to db test
test-set:SECONDARY> db.test.find()
Error: error: {
"ok" : 0,
"errmsg" : "not master and slaveOk=false",
"code" : 13435,
"codeName" : "NotMasterNoSlaveOk"
}
test-set:SECONDARY>
References:
MongoDB 执行 js 文件
MongoDB 启停脚本