关于MongoDB的Write Concern

什么是写入关注

从MongoDB的文档中我们可以看到写入关注(Write Concern) 定义为“从MongoDB请求对standalone mongod或副本集或分片集群进行写入操作的确认级别”。

简单来说，写入关注表明了对MongoDB的写入操作传递的“持久性”。

写入关注的主要参数如下：

{ w: <value>, j: <boolean>, wtimeout: <number> }

其中

• w 可以是整数(如，1，2，3等) 或者“majority” ，它表示必须承认写入的成员数量。 默认值为1。
• j 请求写入在写入磁盘日志后而不仅仅是系统内存时进行确认。 默认情况下未指定。
• wtimeout指定应用写入问题的超时。 默认情况下未指定。

使用的方法如下：

db.inventory.insert(
    { name: "abcdxyz", qty : 100, category: "Clothing" },
    { writeConcern: { w: 2, j: true, wtimeout: 5000 } }
)

上面例子中的写入关注表示：当’副本集的至少2个成员已经在5000毫秒内将其写入其journals或返回错误’时，确认此写入。
假如选项的写入关注值是***majority***时，表示“请求确认写入操作已传播到大多数投票节点，包括主要节点”。
而MongoDB的复制是通过Secondary不断拉取oplog并重放来实现的，并不是Primary主动将写入同步给Secondary，那么Primary是如何确认数据已成功写入到大多数节点的？具体步骤如下：

• Client向Primary发起请求，指定writeConcern为{w: “majority”}，Primary收到请求，本地写入并记录写请求到oplog，然后等待大多数节点都同步了这条/批oplog（Secondary应用完oplog会向主报告最新进度)。
• Secondary拉取到Primary上新写入的oplog，本地重放并记录oplog。为了让Secondary能在第一时间内拉取到主上的oplog，find命令支持一个awaitData的选项，当find没有任何符合条件的文档时，并不立即返回，而是等待最多maxTimeMS(默认为2s)时间看是否有新的符合条件的数据，如果有就返回；所以当新写入oplog时，备立马能获取到新的oplog。
• Secondary上有单独的线程，当oplog的最新时间戳发生更新时，就会向Primary发送replSetUpdatePosition命令更新自己的oplog时间戳。
• 当Primary发现有足够多的节点oplog时间戳已经满足条件了，向客户端发送确认。

一些注意点

在没有wtimeout的情况下在副本集上设置写入关注会导致写入无限期地阻塞

如果写入关注值是***majority***时，大多数“投票节点”都要求确认。请注意，“如果未指定wtimeout选项且写入关注程度无法实现，则写入操作将被无限期地阻塞。 “

这可能会产生意想不到的后果，例如，考虑2 + 1副本集（即主要副本，辅助副本和仲裁者）。如果您的唯一只读副本出现故障，则所有写入关注w选项为“多数”的写操作将无限期阻塞。如果将w选项设置为2，则会发生相同的情况。另一个极端示例是3 + 2副本集（主要，2个辅助和2个仲裁，而不是推荐的配置）。即使单个数据节点不可用，所有“多数”写入也将阻止，因为在这种情况下，多数是3。

缓解此问题的最简单方法是始终指定wtimeout值，以便在无法强制执行写入关注时查询可以超时。但是，如果发生此类超时错误，MongoDB不会在超时发生之前撤消已成功写入某些成员的操作。

目前还没有设置来确保写入到达当前可访问的大多数节点，因此请注意根据拓扑关系，所需的持久性和可用性设置写入关注度w的值。

即使使用w:majority，也可能会丢失数据

看起来直观的是，一旦大多数投票成员确认了写入，其耐用性就得到了保证。但事实并非如此！请记住，当未指定j选项时，在写入内存后立即确认写入。

因此这样的写入还是有可能会丢失，比如一旦发生的断电，但这些数据还没被写入磁盘中。

为了确保写入的持久性，最好不要关闭数据库上的日记功能并将j选项设置为true。事实上，在启动MongoDB 3.6时，使用WiredTiger存储引擎的副本集成员不推荐使用–nojournal标志。

如果w值为“w:majority”且未在副本集上指定j选项，则确切的持久性行为取决于副本集配置writeConcernMajorityJournalDefault的值。设置为true时（以及启用日记功能时），它会在写入大多数投票成员的日记帐后确认写入。

另外：即使启用了日记功能，如果在commitIntervalMs持续时间内发生中断，你的写入仍可能在MMAPv1存储引擎上丢失。另一方面，WiredTiger存储引擎在收到j选项设置为true的写入时强制同步日志文件。而且，即使j设置为false，只有当大多数数据节点同时崩溃时，对最新的基于WiredTiger的部署的确认“多数”写入才会丢失。

设置j：true时将w设为0并不会提高写入性能

将w选项设置为0通常是为了以“一劳永逸”的方式写入数据库 - 当你对数据库基础结构有相当大的信心时，更关心延迟而不是每次写入的持久性。 但是，如果将j选项设置为true，则将有效地覆盖w选项，因为数据库将确保在返回之前将写入写入磁盘日志。

参考资料

MongoDB Write Concern: 3 Must-Know Caveats
MongoDB writeConcern原理解析