MongoDB 分散式部署教程
本文將介紹如何使用 MongoDB 提供的 Replica Set 和 Shards 功能構建一個分散式 MongoDB 叢集。
Replica Set 部署
我們先從部署一個三節點的 Replica Set 開始。
首先，我們要為每個 mongod 例項建立它自己的 dbpath：
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mkdir 1 |
然後，我們便可以開始啟動這三個 mongod 例項了：
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mongod --dbpath 1 --port 27001 --replSet myRS |
注意，這裡我是為了在同一臺機器上執行三個 mongod 例項，所以需要為它們分別指定不同的埠。如果是真實的分散式 Replica Set，在每臺機器上使用預設的 27017 埠是完全可行的。
除此之外，我使用 --replSet 引數指定了 mongod 例項所屬 Replica Set 的名字。這個名字是可以隨意起的，但必須確保屬於同一個 Replica Set 的 mongod 例項設定了相同的 --replSet，否則可能會產生一些不可預期的後果。
在順利開啟這些 mongod
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2015-11-14T16:25:46.060+0800 I JOURNAL [initandlisten] journal dir=3\journal |
可以注意到，倒數第二條記錄顯示 mongod 未能在本地資料中找到 Replica Set 的設定資訊。這是正常的，因為這是第一次建立的 Replica Set。最後一條資訊顯示 mongod 啟動完畢，等待外界連線它的埠。
那麼，我們開始啟動 Replica Set。使用 mongo 連入隨便一個 mongod 例項，並進行設定：
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var conf = { |
在 conf 中，我們將 _id 設定為 Replica Set 的名稱，並在 members 中設定了 Replica Set 所有成員的資訊，其中包括成員的名稱 _id 以及成員的主機名 host。
注意，儘管這裡可以直接使用了
IP:埠的形式來指定mongod例項，但在真實環境中，不要這麼做，這種做法十分糟糕。不過現在搭建分散式，大家的做法似乎更傾向於為每臺機器修改hosts檔案。同樣，不要這麼做，這兩種做法都屬於 bad practice。最好的做法，是在你的叢集環境中配置一臺 DNS 伺服器。這樣，當你的某一個結點的 IP 發生變化時，你就只需要修改 DNS 伺服器中的那條解析條目，而不需要修改每個結點的hosts檔案了。
直接以數字作為每個結點的名稱也是不好的做法，因為這個名稱在
mongod的日誌資訊中會經常出現。使用更加可讀的名稱是更好的做法。
一切正常的話，你應該會在其中一個結點上看到如下日誌資訊：
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2015-11-14T16:41:54.946+0800 I NETWORK [initandlisten] connection accepted from 127.0.0.1:61875 #1 (1 connection now open) |
從日誌中，我們可以很清晰地看到，發起 rs.initiate 的 mongod 向其他 mongod 開啟了連線，其他 mongod 獲取到了我們配置的 conf 資訊。而後，Replica Set 開始啟動。首先是各結點進行初始化同步，從發起 rs.initiate 的 mongod 處同步了 oplog，並進入 Secondary 狀態。然後，3 個 Secondary 發現 Replica Set 中沒有 Primary，於是發起選舉。日誌裡，我們甚至可以看到這個 mongod 把票投給了誰。最後，選舉結束，localhost:27001 成為了 Primary。
使用 Java 驅動連線至 Replica Set
我們通過如下語句連線至單一的 MongoDB 例項：
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MongoClient client = new MongoClient("localhost", 27001); |
我們為 MongoClient 物件指定了一個 MongoDB 例項的主機名和埠號。以這種方式初始化的 MongoClient 會假設目標 MongoDB 例項只是一個 standalone 的例項，如果該例項不是 Primary 時，客戶端執行寫操作則可能被該 MongoDB 例項拒絕。
通過如下語句可使 MongoClient 進入 Replica Set 模式：
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MongoClient client = new MongoClient(asList( |
我們通過 Arrays#asList 方法為 MongoClient 傳入了一個 List，MongoClient 便會進入 Replica Set 模式。在這種模式下，客戶端會利用給定的主機（seedlist）來發現 Replica Set 的其他所有結點，其中就包括了 Primary。因此，即使 localhost:27001 不是 Primary 也沒關係，客戶端會通過它獲知 Primary 的地址並自動連線至 Primary。
但以上做法仍不全面：如果 localhost:27001 程序已經掛了，或者它並不是 Replica Set 的成員，我們便無法通過上述語句連線至 Replica Set。 我們可以為建構函式傳入更多的 MongoDB 例項的地址來降低這種情況發生的機率：
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MongoClient client = new MongoClient(asList( |
當然，也有可能正好你指定的這多個結點都同時掛掉，那樣自然是防不勝防了。不過，提高 Replica Set 拓撲可用性就是網路架構的問題了。當我們在執行寫操作時，我們還需要考慮 Primary 會突然掛掉。比如說，我們正在執行這樣的寫操作：
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MongoCollection collection = client.getDatabase("foo").getCollection("bar"); |
在執行插入時，如果 Primary 突然失效（如呼叫了 rs.stepDown()），那麼上述程式碼中的 insertOne 方法會丟擲一個錯誤。因此，更為健壯的做法，是為該 insertOne 語句加上 try/catch 塊：
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for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) { |
遺憾的是，丟擲錯誤的 insertOne 操作恐怕無法由 MongoDB 驅動自動重試。實際上，不只是觸發錯誤的那一次操作，在 Replica Set 自動選舉出新的 Primary 前，所有寫操作都會丟擲錯誤。但幸運的是，由於加上了 try/catch 塊，應用程式不會因為單次寫入失敗便直接退出。在觸發錯誤後，下一次插入前驅動都會重新嘗試利用 seedlist 來獲取新的 Primary 的地址。當 Replica Set 重新選舉出新的 Primary 後，驅動便可以再次進行寫操作了。
通過觀察 MongoDB Java 驅動輸出的日誌資訊，你可以更細緻地觀察驅動的行為。這裡就不直接給出了，有興趣可自己嘗試。
Shard 叢集部署
在本節中，我們將會在本機上部署一個完整的生產級別的 MongoDB Shard 叢集。叢集由 4 個 Shard 負責儲存資料，其中每個 Shard 都是包含三個結點的 Replica Set。除此之外，叢集還包括 4 個 mongos 和 3 個 Config Server。
注意，用於生產環境的 Shard 叢集必須遵循如下幾個原則：必須使用 Replica Set 來作為 Shard，任何一個 Shard 的不可用都會導致叢集出現異常；必須使用正好 3 個 Config Server，Config Server 不可用將導致整個叢集不可用。除此之外，使用兩個以上的
mongos例項可以更好地分散壓力。
4 個 Replica Set 的資訊分別如下：
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{ |
叢集各成員啟動
首先我們分別啟動叢集的各個成員，分別是 Shard、Config Server 和 Query Router。其中前兩種成員均為 mongod，而 Query Router 則是 mongos。
單個 Replica Set 的配置方式大致上無太大變化，只是作為 Shard Server 在啟動 mongod 時需要加上–shardsvr選項。 以 Replica Set a 為例：
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mkdir a{1,2,3} |
注意：當
--shardsvr選項被開啟時，mongod的預設埠號變為 27018。
再使用 mongo 連線至任意一個 mongod 例項，啟動 Replica Set：
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var conf = { |
重複上述操作即可啟動其餘三個 Replica Set。
接下來開始啟動 Config Server：
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mkdir cfg{1,2,3} |
注意：當
--configvr選項被開啟時，mongod的預設埠號變為27019。
最後，啟動 Query Router：
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mongos --configdb localhost:26050,localhost:26051,localhost:26052 --logpath log.mongos1 --fork |
注意：
mongos的預設埠號為27017，與mongod、mongo的預設埠號相同。
如此一來，叢集的各個成員都啟動完畢了，可以開始配置叢集了。
新增 Shard
實際上，在啟動 mongos 時，我們已經指定了叢集所使用的 Config Server 的地址。接下來就是為叢集指定每個 Shard 的地址了。
開啟 mongo 連線至任意一個 mongos，並執行如下指令：
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sh.addShard("a/localhost:27001") |
注意到，我們新增 Shard 時，輸入了 Replica Set 的名稱以及其中一個成員的地址。該成員並不一定得是 Primary，只要它是該 Replica Set 的成員，mongos 就能自動發現 Replica Set 的其他所有成員。
在添加了 4 個 Shard 以後，整個 Shard 叢集便配置完畢，可以開始使用了。
from: https://mr-dai.github.io/mongodb_distribution_tutorial/