为什么需要使用复制集
如果系统只存在一个数据库，当这个数据库发生故障不可用，那整个系统将不可用。Mongodb复制集就可以提供数据的高可用。Mongodb复制集是一组mongod实例，每个实例称之为节点，它包含一个Primary节点和多个Secondary节点。Primary节点主要用来接收所有的数据库操作请求并处理，Secondary节点主要用来从Primary节点或者其他Secondary节点复制数据，达到和Primary节点数据保持一致。当Primary节点出现故障，Mongodb将自动选着一个Secondary节点来作为新的Primary节点处理数据库操作请求，这样就保证了数据的高可用性。
Mongodb复制集简单架构
这张图来自于MongoDB官方，可以看到图中有三个节点，一个Primary节点，两个Secondary节点，这也是最基础的复制集架构
复制集原理
Primary节点没处理一个更新操作时（create，update， delete），就会在系统数据库local下的oplog.rs表中加入一条记录，Secondary节点默认每隔一定时间就会去Primary节点或者其他
Secondary节点获取最新的oplog记录存放到自己的local.oplog.rs集合中，用来更新自己的文档。oplog遵循幂等性，即同一记录多次运行也是相同的结果。
oplog.rs集合结构
{
"ts" : Timestamp(1569041259, 1), // 该操作执行的时间戳
"t" : NumberLong(4),
"h" : NumberLong(-1204866798396140415), // 此次操作的唯一标识
"v" : 2, // oplog版本信息
"op" : "d", // 操作类型
// i：插入操作
// u：更新操作
// d：删除操作
// c:执行命令（如createDatabase，dropDatabase）
// n：空操作，特殊用途
"ns" : "replSetTest.user", // 此次操作的集合名称
"ui" : UUID("1ecb5f6e-a036-44cd-8ce5-a2fde44a772b"), // 此次操作的的会话id
"wall" : ISODate("2019-09-21T04:47:39.174Z"),// 此次操作的UTC时间
"o" : { // 此次操作的具体文档信息
"_id" : ObjectId("5d85a436addfe88aea3b7c26")
}
}
复制集节点
1.Primary
主节点，负责接收处理外部的操作请求，一个复制集只有一个主节点，只有主节点可以执行写操作，默认情况下也只有主节点可以执行读操作，也可以设置其他节点可处理读操作。
2.Secondary
从节点，负责从主节点的oplog.rs集合中获取操作记录到自身执行，以达到和主节点数据同步，所有的操作都是异步执行。一个复制集可以有一个或者多个从节点，当主节点不可用，会选举出来一个从节点作为新的主节点。
3. Arbiter
仲裁节点，仲裁节点也属于从节点， 但是它与普通从节点不同，仲裁节点不会去同步主节点的数据。其作用是在选举从节点作为主节点时充当投票的角色。
在从节点配置中加入
arbiterOnly: true
即可变为仲裁节点
4. Hidden
隐藏节点 可以使用隐藏节点作为数据的备份节点，其对mongodb driver不可见，不能进行主节点选举。在从节点配置中加入
hidden: true
priority: 0
即可变为隐藏节点
5. Delayed
延时节点 Delayed节点必须是Hidden节点，并且其数据落后与Primary一段时间（可配置，比如1个小时）。因Delayed节点的数据比Primary落后一段时间，当错误或者无效的数据写入Primary时，可通过Delayed节点的数据来恢复到之前的时间点。在从节点配置中加入
slaveDelay: 3600, // 设置延时时间 3600s
hidden: true,
priority: 0
即可变为延时节点
复制集配置主要属性
{
hidden: true, // 设置该节点隐藏，用于配置隐藏节点
priority: 0,// 设置节点的优先级，该值越大，越优先成为主节点，需要注意的是成为主节点同时
// 也与该节点的数据有关，数据越和主节点相似，越有可能被选举为主节点
slaveDelay: 3600, // 设置该节点的复制数据延时时间，有来配置延时节点，
vote: 0 // 0表示此节点不可参与选举投票， 1表示可以参与投票，每个复制集最多只能有7个可
//投票的节点，其它节点的vote属性必须设置为0
}
复制集内部维护机制
一个复制集内最多有50个节点，其中最多只能有7个可投票选举的节点。每个节点默认每隔2s向其它节点发送心跳，目的是为了确定其它节点是否可用，如果10s内未收到心跳回复，则判定为不可用。如果某一从节点10s内未收到主节点的回复，便判定主节点不可用，这个从节点便开始发起选举，参与选举的从节点会为oplog最新的从节点投票，谁的票数最多，谁就成为新的主节点。
复制集简单搭建
1.创建数据库文件夹
for i in 27000 27001 27002; do
mkdir -p replSet/$i/conf
mkdir -p replSet/$i/data
mkdir -p replSet/$i/log
done
2.配置节点conf
这里以27000端口节点为例， 其它端口copy
cat >>replSet/27000/conf/mongod.conf<<'EOF'
systemLog:
destination: file
path: replSet/27000/log/mongodb.log
logAppend: true
storage:
journal:
enabled: true
dbPath: replSet/27000/data
directoryPerDB: true
processManagement:
fork: true
net:
port: 27000
replication:
oplogSizeMB: 2048
replSetName: myReplSet
EOF
3.启动
for i in 27000 27001 27002
do
mongod -f replSet/$i/conf/mongod.conf
done
4.配置复制集
mongo --port 27000
> cfg = {
_id: 'myReplSet',
members: [{_id: 0, host: 'localhost:27000'}, {_id: 1, host: 'localhost:27001'}, {_id: 2, host: 'localhost:27002'}]
}
> rs.initiate(cfg)
{
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1569080041, 1),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1569080041, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
}
}
5.查看复制集状态
> rs.status()
{
"set" : "myReplSet",
"date" : ISODate("2019-09-21T15:37:03.764Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"optimes" : {
"lastCommittedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"readConcernMajorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"appliedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"durableOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
}
},
"lastStableCheckpointTimestamp" : Timestamp(1569080170, 4),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "localhost:27000",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 354,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2019-09-21T15:36:53Z"),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1569080052, 1),
"electionDate" : ISODate("2019-09-21T15:34:12Z"),
"configVersion" : 1,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "localhost:27001",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 182,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2019-09-21T15:36:53Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2019-09-21T15:36:53Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2019-09-21T15:37:03.230Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2019-09-21T15:37:02.821Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncingTo" : "localhost:27000",
"syncSourceHost" : "localhost:27000",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 1
},
{
"_id" : 2,
"name" : "localhost:27002",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 182,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1569080213, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2019-09-21T15:36:53Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2019-09-21T15:36:53Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2019-09-21T15:37:03.230Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2019-09-21T15:37:02.853Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncingTo" : "localhost:27000",
"syncSourceHost" : "localhost:27000",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 1
}
],
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1569080213, 1),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1569080213, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
}
}
可以看出27000端口的节点为Primary节点
6.常用命定
rs.status(); // 查看整体复制集状态
rs.isMaster(); // 查看当前是否是主节点
rs.add(); // 添加一个节点
rs.addArb(); // 添加一个仲裁节点
rs.remove(); // 移除一个节点