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MongoDB复制集的主要作用是实现服务高可用。在生产环境部署时采用复制集进行搭建可以保证数据安全。

一. 复制集的原理

1. MongoDB复制集的实现原理

数据写入时迅速将数据复制到另一个独立节点上，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。

2. 复制集结构

一个复制集由3个以上有投票权的节点组成，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。

3. 数据复制过程

当一个修改操作到达主节点时，它对数据的操作会被记录下来（经过一些必要的转换），这些记录成为oplog。
从节点通过在主节点上打开一个tailable游标不断获取进入主节点的oplog，在自己的数据上回访，从而保持和主节点的数据一致。

4. 通过选举完成故障恢复的过程

具有投票权的节点之间两两互发心跳；
当5次未收到心跳时判断为节点失联；
若为主结点失效，从节点会发起选举，选出新的主节点；
若为从节点失效，不发起选举；
选举是基于RAFT一致性算法实现的，大多数投票节点存活时才会发起选举；
复制集中最多可以有50个节点，但有投票权的节点最多只有7个；
被选举为主节点的条件：能与多数节点建立连接，具有较新的oplog，具有较高优先级。

5. 复制集节点常见配置选项

投票权（v参数）：有此参数即可参与投票；
优先级（priority参数）：优先级越高越优先成为主节点，优先级为0的节点不能成为主节点。
隐藏（hidden参数）：隐藏节点优先级为0，用于复制数据，对应用不可见，但可以具有投票权。
延迟（slaveRelay参数）：复制n秒之前的数据，保持与主节点的时间差。用于防止误操作。

6. 复制集注意事项

硬件：（1）主从节点使用一样的硬件配置。（2）各节点使用的硬件独立。
软件：各节点软件版本要一致。
性能不够时，不要盲目增加节点。增加从节点不会增加系统写性能，但是可以增加系统读性能。

二. 搭建复制集

1. 创建数据目录

MongoDB启动时默认用一个数据目录存放所有数据文件，因此我们需要为三个复制及节点创建各自的数据目录。

# mac和linux下的命令，创建db1、db2、db3三个目录
mkdir -p /data/db{1,2,3}

2. 准备配置文件

复制集的每个mongod进程要位于不同的服务器。现在要在一个机器上运行三个进程，要各自配置不同的端口、不同的数据目录、不同的日志文件路径。

（1）mac下的配置文件mongod.conf

# /data/db1/mongod.confsystemLog:destination: filepath: /data/db1/mongod.log # log path 数据库系统日志文件路径logAppend: true
storage:dbPath: /data/db1 # data directory 真正的数据文件目录
net:bindIp: 0.0.0.0  # 0.0.0.0表示在所有网卡地址上监听，若没有这个参数默认只在localhost上监听port: 28017 # port 端口号
replication:  # 表示为复制集replSetName: rs0  # 复制集的名字
processManagement:fork: true   # 把进程作为独立的后台进程进行

# /data/db2/mongod.confsystemLog:destination: filepath: /data/db2/mongod.log   # log path 要修改logAppend: true
storage:dbPath: /data/db2    # data directory 要修改
net:bindIp: 0.0.0.0  port: 28018     # port 要修改
replication:  replSetName: rs0
processManagement:fork: true

# /data/db3/mongod.confsystemLog:destination: filepath: /data/db3/mongod.log   # log path 要修改logAppend: true
storage:dbPath: /data/db3    # data directory 要修改
net:bindIp: 0.0.0.0  port: 28019     # port 要修改
replication:  replSetName: rs0
processManagement:fork: true

（2）把三个实例分别起起来

mongod -f /data/db1/mongod.conf
mongod -f /data/db2/mongod.conf
mongod -f /data/db3/mongod.conf

（3）配置复制集把三个实例联系起来

方法1：（此方法需要hostname能被解析）

# 先验证一下hostname能否被解析，若不能，则直接选择方法2
hostname -f
# 进入主节点
mongo localhost:28017
# 进入复制集状态
rs.initiate()
# rs0:SECONDARY>    此时按回车，进入PRIMARY节点
# rs0:PRIMARY>
# 查看复制集状态，检查复制集是否成功起来
rs.status()
# 添加从节点，这里的HOSTNAME要替换为自己电脑的hostname
rs.add("HOSTNAME:28018")
rs.add("HOSTNAME:28019")
# 再检查复制集状态
rs.status()

方法2：

# 进入主节点
mongo localhost:28017
# 进入复制集状态
rs.initiate({_id: "rs0",members: [{_id: 0,host: "localhost:28017" },{_id: 1,host: "localhost:28018" },{_id: 2,host: "localhost:28019" }]
})

（4）验证复制集是否正常工作

主节点写入：

# 进入主节点
mongo localhost:28017
db.test.insert({a:1})
db.test.insert({a:2})

从节点读取：

# 进入从节点
mongo localhost:28018
# 允许从节点读
rs.slaveOk()
db.test.find()

参考文章：

MongoDB高手课学习笔记(一,再入门)_君陌先生的博客-CSDN博客_mongodb 高手课这是极客时间-MongoDB高手课的学习笔记,第一章:再入门.按照数据库排名网站db-engines.com的统计,最近几年MongoDB一直保持在前四五名,前面几位是年龄30多岁的关系型数据库(Oracle,Mysql,SQLServer,PostgreSQL).https://blog.csdn.net/weixin_42008012/article/details/108092240?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_title~default-0.pc_relevant_antiscanv2&spm=1001.2101.3001.4242.1&utm_relevant_index=3

《MongoDB高手课》学习记录（第七天） - SegmentFault 思否写在前面这周在出差，手头只有一台MAC，所以这节的学习全程在 MacOS 10.15.2 环境下进行。第七天今天要学习的是《11 | 实验：搭建MongoDB复制集》，是对昨天学习内容的一个演练。目标通过在一个电脑上装三个数据库实例来搭建一个复制集，步骤如下：启动一个MongoDB实例；将3个实例搭建成一个复制集对复制集参数...https://segmentfault.com/a/1190000021402232?utm_source=sf-similar-article

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