复制集的作用

MongoDB复制集的主要意义在于实现服务高可用.

它的实现依赖于两个方面的功能：

• 数据写入时将数据迅速复制到另一个独立节点上.
• 在接受写入的节点发生故障时自动选举出一个新的替代节点.

在实现高可用的同时，复制集实现了其他几个附加作用：

• 数据分发：将数据从一个区域复制到另一个区域，减少另一个区域的读延迟
• 读写分离：不同类型的压力分别在不同的节点上执行
• 异地容灾：在数据中心故障时候快速切换到异地

典型复制集结构

一个典型的复制集由3个以上具有投票权的节点组成，包括：

• 一个主节点（PRIMARY） ：接受写入操作和选举时投票
• 两个（或多个）从节点（SECONDARY)：复制主节点上的新数据和选举时投票
• 投票节点:节点并没有数据,只有投票功能.因为投票采取大多数采纳的算法,如果只有一个primary和secondry,需要增加1个投票节点,但现在不推荐使用投票节点,最好使用secondry节点.

数据如何复制

当一个修改操作，无论是插入、更新或删除，到达主节点时，它对数据的操作将被记录下来(经过一些必要的转换),这些记录称为oplog。

有一个线程专门监听oplog的变动,从节点通过在主节点上打开一个tailable游标不断获取新进入主节点的oplog，并在自己的数据上回放，以此保持跟主节点的数据一致。

通过选举完成故障恢复

• 具有投票权的节点之间两两互相发送心跳；
• 当5次心跳未收到时判断为节点失联；
• 如果失联的是主节点，从节点会发起选举，选出新的主节点；
• 如果失联的是从节点则不会产生新的选举；
• 选举基于RAFT一致性算法实现，选举成功的必要条件是大多数投票节点存活；
• 复制集中最多可以有50个节点，但具有投票权的节点最多7个。

影响选举的因素

整个集群必须有大多数节点存活,被选举为主节点的节点必须：

• 能够与多数节点建立连接
• oplog比其他节点同等或较新.
• 具有较高的优先级（如果有配置）

常见选项

复制集节点有以下常见的选配项：

• 是否具有投票权（v参数） ：有则参与投票,默认为有.
• 优先级（ priority参数） ：优先级越高的节点越优先成为主节点。优先级为0的节点无法成为主节点.通常在分地分中心部署时,把主数据中心的节点优先级调高,可以让主节点一直保持在主数据中心.
• 隐藏（hidden参数） ：复制数据，但对应用不可见。隐藏节点可以具有投票仅，但优先级必须为0.有时可以用节点做数据库的额外备份,我们不希望在这个节点参与数据的操作和应用程序的服务,只希望多一份数据,这时可以设置为隐藏.
• 延迟（slaveDelay 参数） ：复制n秒之前的数据，保持与主节点的时间差。我们有可能出现误操作,比如删表,删库.我们可以增加一个延迟较高的从节点,比如12小时,这样我们就有了12小时的恢复处理时间.

注意事项

硬件：

• 因为除了专门用于备份的节点外,正常的复制集节点都有可能成为主节点，它们的地位是一样的，因此硬件配置上必须一致；
• 为了保证节点不会同时宕机，各节点使用的硬件必须具有独立性。

软件：

• 复制集各节点软件版本必须一致，以避免出现不可预知的问题。
• 增加节点不会增加系统写性能,反而会有更大的影响.
• 增加节点能增加系统读性能,因为可以新增一些专门用于读的节点.