MongoDB的特点和适用场景

实用性

MongoDB是一个面向文档的数据库，它并不是关系型数据库，直接存取BSON，这意味着MongoDB更加灵活，因为可以在文档中直接插入数组之类的复杂数据类型，并且文档的key和value不是固定的数据类型和大小，所以开发者在使用MongoDB时无须预定义关系型数据库中的”表”等数据库对象，设计数据库将变得非常方便，可以大大地提升开发进度。下面这个表格是MongoDB和MySQL的逻辑结构对比图。

MongoDB	MySQL
文档(document)	行(row)
集合(collection)	表(table)
数据库(db)	数据(schema)
实例(instance)	实例(instance)

可用性和负载均衡

MongoDB在高可用和读负载均衡上的实现非常简洁和友好，MongoDB自带了副本集的概念，通过设计适合自己业务的副本集和驱动程序，可以非常有效和方便地实现高可用，读负载均衡。而在其他数据库产品中想实现以上功能，往往需要额外安装复杂的中间件，大大提升了系统复杂度，故障排查难度和运维成本。下图就是最常用的MongoDB架构图之一，即一个Primary节点，两个Secondary节点组成高可用。整个副本集通过客户端驱动连接，当主节点宕机，后台可从其中一个Secondary中自动选举出新的Primary节点，而客户端驱动上也可以配置多种副本集的读写策略。

扩展性

在扩展性方面，假设应用数据增长非常迅猛的话，通过不断地添加磁盘容量和内存容量往往是不现实的，而手工的分库分表又会带来非常繁重的工作量和技术复杂度。在扩展性上，MongoDB有非常有效的，现成的解决方案。通过自带的Mongos集群，只需要在适当的时候继续添加Mongo分片，就可以实现程序段自动水平扩展和路由，一方面缓解单个节点的读写压力，另外一方面可有效地均衡磁盘容量的使用情况。整个mongos集群对应用层完全透明，并可完美地做到各个Mongos集群组件的高可用性。

下图是一个典型的mongos架构图，应用层通过任意一个mongos连接到整个mongos集群，Config Servers中保存整个集群的路由信息，mongos通过Config Servers就可以将查询请求发到合适的Shard Server上。

数据压缩

自从MongoDB 3.0推出以后，MongoDB引入了一个高性能的存储引擎WiredTiger，并且它在数据压缩性能上得到了极大的提升，跟之前的MMAP引擎相比，压缩比至少可增加5倍以上，可以极大地改善磁盘空间使用率。

典型的使用场景

MongoDB作为一款通用的数据库，适合大部分的业务类型，其中较为典型的应用场景有以下几个

1游戏类业务

MongoDB较为出色的性能和某些特性，比如TTL索引(time-to-live index)可以为游戏道具设置过期时间，自带的Aggregation Pipeline和Map-Reduce可以为玩家做游戏运营数据分析,使得其非常适合用于游戏开发

2 日志类业务

相比其他关系型数据库，MongoDB引入了”固定集合”的概念。所谓固定集合，就是指整个集合的大小是预先定义并固定的，内部就是一个循环队列，假如集合满了，MongoDB后台会自动去清理旧数据，并且由于每次都是写入固定空间，可大大地提升写入速度。这个特性就非常适用于日志型应用，不用再去纠结日志疯狂增长的清理措施和写入效率问题。

3 LBS类业务

在某些LBS的应用中，使用MongoDB也有非常巨大的优势。MongoDB支持多种类型的地理空间索引，支持多种不同类型的地理空间查询，比如intersection，within和nearness等。最为典型的诸如网络约车类应用，滴滴和易到等都使用了MongoDB存取司机踩点数据，绘制行驶线路图等。

3 海量数据存储和读取

利用前文提到的sharding的特点可以在保证性能的同时，将海量数据以最便捷的分布到不同的磁盘上，利用WiredTiger高性能的压缩效率进一步减少磁盘空间使用率，这两个优秀特性使得MongoDB非常适合海量数据存储。

4 高可用和读写分离需求的业务

MongoDB自带的副本集特性，使得它跟其他数据库产品相比，可在最简单的运维成本内实现业务的高可用和读写分离。

5 快速产品开发和迭代

MongoDB由于本身no-schema的特点，在设计MongoDB时无须讲究关系型数据库的设计理念，非常方便的表结构表更等特性，使其非常适合强调开发速度和效率的初创型业务。

MongoDB不适用的应用场景

在某些场景下，MongoDB作为一个非关系型数据库有其局限性。

1 MongoDB不支持事务操作，所以需要用到事务的应用建议不用MongoDB

2 MongoDB目前不支持join操作，所以业务非常复杂，查询复杂查询的应用也不建议使用MongoDB，应该由关系型数据库来代替

3 MongoDB相对较耗内存资源，不用SSD的情况下经常会发生磁盘瓶颈，副本集和mongos需要大量的节点支撑，增加了硬件成本，所以需要客户在高性能，高可用，高扩展性和资金开销方面做一个权衡

MongoDB云数据库的优势

通常使用MongodB一般有个方案，一是在主机上自己搭建，另外一个就是使用云计算厂商提供的MongoDB云数据库产品。相对自建MongoDB而言，以公有云UCloud的云MongoDB举例，使用MongoDB云数据库主要有以下优势

部署流程

UCloud是最早提供云MongoDB产品的云计算厂商，相对其他云计算厂商而言，配置也是最为灵活的。UCloud云MongoDB提供了2.4,2.6,3.0和3.2四个最为常用的版本，除了可自定义磁盘容量和内存上限外，客户可根据自身业务需求创建单实例MongoDB，任意节点数量的副本集，任意节点数量的configsvr和mongos，已经选择创建普通磁盘和SSD磁盘的MongoDB。

弹性扩容和统一管理

弹性扩容是云计算的一个非常巨大的优势，在MongoDB云数据库中，可以非常方便地实现内存在线升降级和磁盘升降级，已经资源的申请和释放，从而最高效地实现了容量规划。另外在自建DB中如果实例达到一定的规模，集中化的管理往往会成为一个较大的运维成本，MongoDB在云数据库中可以根据项目和业务种类进行分组，比如相同的业务使用统一的配置文件，从而有效地减少了运维成本。

备份管理

在自建的MongoDB中，备份的管理往往也较为混乱，另外还需要额外的磁盘空间去存取备份文件。在MongoDB云数据库中，基本上各个云服务商都提供有成熟的备份策略，同样以UCloud举例，它可保存7次自动备份，3次手工备份，并根据自己的业务低峰期设置每天的定时备份时间段，还可以设置是否从secondary节点进行备份

监控和告警

自建MongoDB中，数据库本身的监控项一般通过脚本获取mongostat的结果实现，CPU，内存，磁盘使用率等监控项还需要额外再写脚本，并配置好相应的告警策略。使用MongoDB云数据库，可提供非常丰富的监控项和告警策略，及时地发现和处理性能瓶颈。

故障处理

使用MongoDB云数据库，当DB所在的物理机出现硬件故障或者DB本身出现性能问题时，一般公司都没有专业的MongoDB DBA，导致排查问题困难且耗时。而云计算厂商往往具备非常丰富的故障处理经验，可保障在最短的时间内恢复服务。另外，虽然云数据库虽然禁止客户登陆DB所在的物理机，这在一定程度上限制了用户的操作自由度，不过一般云计算厂商比如UCloud可以提供错误日志下载等功能，方便客户去定位故障原因。

连接MongoDB副本集

如果MongoDB采用的是副本集方式，那么连接MongoDB时需要设置一个正确的连接url，这样后续Primary节点宕机才可以成功的进行漂移，一般副本集连接的url格式如下，一般包括账户，密码和各个节点的IP和端口。

client=MongoClient('mongodb://ucloudbackup:edFO09SkdU@10.9.57.241:27017,10.9.40.112:27017,10.9.35.45:27017')

MongoDB只支持在Primary节点上进行写操作，不过读操作可以有以下几种，客户可以根据自身业务需求选择合适的读取策略

primary：默认设置，所有的读操作都在Primary节点

primaryPreferred：优先读取Primary节点，Primary不可用的情况下读取Secondary节点

secondary：所有的读操作都读取Secondary节点

secondaryPreferred：优先读取Secondary节点，Secondary节点不可用的情况下读取Primary节点

nearest：读取网络延迟最低的节点

迁移到云数据库

一般MongoDB的迁移上云的策略都是通过副本集的高可用性来实现，不过需要首先保证网络的连通性（这一点一般云计算厂商都会负责或协助打通）。通过将云DB作为自建DB的Secondary节点，当两边的数据达到完成一致，确认数据正常后，手工做一次高可用的切换，使得服务整理从自建DB切换到云DB。当切换完成后，云DB可成功选举成为新的Primary节点，这时即可在新的Primary节点上rs.remove移除自建DB节点，从而实现了MongoDB上云的平滑迁移。下面已自建的MongoDB是三个节点组成的副本集为例，现在想迁移到云上，步骤如下

1 打通目标库和源库之间的网络，这一步不做详细讨论，简单地说，假如源库本身就布置是在云服务商所在的云主机上，那么一般来说同一账户下的资源，网络已经是打通了的；假如是从其他IDC机房迁移到云MongoDB上，可以通过做一次代理的方式实现网络互通。

2 建立源DB和目标DB的副本集，以源库作为主节点，目标库作为从节点，并将目标DB的IP添加到副本集连接字符串的url中，这里还需要注意的是保证账户鉴权方式的统一和副本集名称的统一。假设源DB为三个节点的副本集，现在想迁移到云上，那么需要做成的副本集结构图如下

3 当数据完全一致后，人为地将旧主库关闭，并将Mongodb云数据库中的一个Secondary节点提升为新的Primary节点，提升完成后的结构图如下

4 确认业务正常，数据没有问题后，在MongoDB云数据库的Primary节点中挨个删除自建DB的数据节点，并将连接url去掉之前源DB的IP和端口信息即可

另外，部分云计算厂商，比如UCloud已经推出完整的MongoDB数据库上云工具，用户可自行调用API即可实现MongoDB迁移到云数据库。

MongoDB和MongoDB云数据库浅谈相关推荐

数据库浅谈之共识算法
数据库浅谈之共识算法 HELLO,各位博友好,我是阿呆
中小企业私有云解决方案浅谈
http://tech.watchstor.com/cloud-storage-125882.htm 最近几年,云计算的大潮日渐澎湃,大有席卷全球,颠覆传统IT的趋势.公有云与私有云都受到了大家的关注 ...
AI 云原生浅谈：好未来 AI 中台实践
简介:好未来通过阿里云云原生架构实现了对资源的灵活调度,阿里云为其 AI 中台奠定了敏捷而坚实的技术底座. 作者 | 刘东东来源 | 凌云时刻(微信号:linuxpk) 前言 AI 时代的到来,给企 ...
AI云原生浅谈：好未来AI中台实践
简介: 2020年云栖大会上,好未来AI中台负责人刘东东,分享了他对AI云原生的理解与好未来的AI中台实践,本文为演讲内容整理. AI时代的到来,给企业的底层IT资源的丰富与敏捷提出了更大的挑战,利用 ...
何为用友云及浅谈云原生
--------2021/10/8 目录一.何为用友云: 二.Cloud Native:云原生一.何为用友云: 用友软件是亚太本土最大的管理软件.ERP软件.集团管理软件.人力资 ...
SQLite数据库浅谈
1.编写类继承SQLitHelper; public class SQLiteHelper extends SQLiteOpenHelper { } 2.实现其构造函数: public SQLiteH ...
CSDR华为云_浅谈华为云Stack中Global、Region、AZ、资源池以及主机组
对于华为云新同学而言,经常会听到Global.Region.AZ.资源池.主机组,对这些概念,初次接触不怎么清楚相应的区别和规划原则,下面就每个概念做个简单介绍,有什么不当之处,敬请留言. Globa ...
小鸟云：浅谈5 种典型的云原生架构反模式
云服务器,就上小鸟云. 反模式是随着项目的推进演变而来的,主要的原因,如重大需求调整,但架构没有对应的变化,性能和安全需求对当前架构的硬性改变,团队或组织强行调整技术等.本文将为大家讲解云原生架构中常 ...
网易视频云：浅谈视频通信技术的发展
随着现在网络带宽的增加,网络视频通信越来越普及,各行各业对于视频的需求越来越广泛,矿业勘察,紧急事故处理,商务会议,远程视频教育培训等等都有应用的领域.行业需求自然而然催生了服务提供商的大量涌入,BA ...

MongoDB和MongoDB云数据库浅谈