Mongodb是時下流行的NoSql資料庫，它的儲存方式是文件式儲存，並不是Key-Value形式。關於Mongodb的特點，這裡就不多介紹了，大家可以去看看官方說明：http://docs.mongodb.org/manual/

       今天主要來說說Mongodb的三種叢集方式的搭建：Replica Set / Sharding / Master-Slaver。這裡只說明最簡單的叢集搭建方式（生產環境），如果有多個節點可以此類推或者檢視官方文件。OS是Ubuntu_x64系統，客戶端用的是Java客戶端。Mongodb版本是mongodb-linux-x86_64-2.2.2.tgz

Replica Set

       中文翻譯叫做副本集，不過我並不喜歡把英文翻譯成中文，總是感覺怪怪的。其實簡單來說就是叢集當中包含了多份資料，保證主節點掛掉了，備節點能繼續提供資料服務，提供的前提就是資料需要和主節點一致。如下圖：

       Mongodb(M)表示主節點，Mongodb(S)表示備節點，Mongodb(A)表示仲裁節點。主備節點儲存資料，仲裁節點不儲存資料。客戶端同時連線主節點與備節點，不連線仲裁節點。

       預設設定下，主節點提供所有增刪查改服務，備節點不提供任何服務。但是可以通過設定使備節點提供查詢服務，這樣就可以減少主節點的壓力，當客戶端進行資料查詢時，請求自動轉到備節點上。這個設定叫做

Read Preference Modes，同時Java客戶端提供了簡單的配置方式，可以不必直接對資料庫進行操作。

       仲裁節點是一種特殊的節點，它本身並不儲存資料，主要的作用是決定哪一個備節點在主節點掛掉之後提升為主節點，所以客戶端不需要連線此節點。這裡雖然只有一個備節點，但是仍然需要一個仲裁節點來提升備節點級別。我開始也不相信必須要有仲裁節點，但是自己也試過沒仲裁節點的話，主節點掛了備節點還是備節點，所以咱們還是需要它的。

介紹完了叢集方案，那麼現在就開始搭建了。

1.建立資料資料夾

一般情況下不會把資料目錄建立在mongodb的解壓目錄下，不過這裡方便起見，就建在mongodb解壓目錄下吧。

mkdir -p /mongodb/data/master 
mkdir -p /mongodb/data/slaver 
mkdir -p /mongodb/data/arbiter  
#三個目錄分別對應主，備，仲裁節點

2.建立配置檔案

由於配置比較多，所以我們將配置寫到檔案裡。

#master.conf
dbpath=/mongodb/data/master
logpath=/mongodb/log/master.log
pidfilepath=/mongodb/master.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=10.10.148.130
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true

#slaver.conf
dbpath=/mongodb/data/slaver
logpath=/mongodb/log/slaver.log
pidfilepath=/mongodb/slaver.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=10.10.148.131
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true

#arbiter.conf
dbpath=/mongodb/data/arbiter
logpath=/mongodb/log/arbiter.log
pidfilepath=/mongodb/arbiter.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=10.10.148.132
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true

引數解釋：

dbpath：資料存放目錄

logpath：日誌存放路徑

pidfilepath：程序檔案，方便停止mongodb

directoryperdb：為每一個數據庫按照資料庫名建立資料夾存放

logappend：以追加的方式記錄日誌

replSet：replica set的名字

bind_ip：mongodb所繫結的ip地址

port：mongodb程序所使用的埠號，預設為27017

oplogSize：mongodb操作日誌檔案的最大大小。單位為Mb，預設為硬碟剩餘空間的5%

fork：以後臺方式執行程序

noprealloc：不預先分配儲存

3.啟動mongodb

進入每個mongodb節點的bin目錄下

./monood -f master.conf
./mongod -f slaver.conf
./mongod -f arbiter.conf

注意配置檔案的路徑一定要保證正確，可以是相對路徑也可以是絕對路徑。

4.配置主，備，仲裁節點

可以通過客戶端連線mongodb，也可以直接在三個節點中選擇一個連線mongodb。

./mongo 10.10.148.130:27017   #ip和port是某個節點的地址
>use admin
>cfg={ _id:"testrs", members:[ {_id:0,host:'10.10.148.130:27017',priority:2}, {_id:1,host:'10.10.148.131:27017',priority:1}, 
{_id:2,host:'10.10.148.132:27017',arbiterOnly:true}] };
>rs.initiate(cfg)             #使配置生效

       cfg是可以任意的名字，當然最好不要是mongodb的關鍵字，conf，config都可以。最外層的_id表示replica set的名字，members裡包含的是所有節點的地址以及優先順序。優先順序最高的即成為主節點，即這裡的10.10.148.130:27017。特別注意的是，對於仲裁節點，需要有個特別的配置——arbiterOnly:true。這個千萬不能少了，不然主備模式就不能生效。

      配置的生效時間根據不同的機器配置會有長有短，配置不錯的話基本上十幾秒內就能生效，有的配置需要一兩分鐘。如果生效了，執行rs.status()命令會看到如下資訊：

{
        "set" : "testrs",
        "date" : ISODate("2013-01-05T02:44:43Z"),
        "myState" : 1,
        "members" : [
                {
                        "_id" : 0,
                        "name" : "10.10.148.130:27017",
                        "health" : 1,
                        "state" : 1,
                        "stateStr" : "PRIMARY",
                        "uptime" : 200,
                        "optime" : Timestamp(1357285565000, 1),
                        "optimeDate" : ISODate("2013-01-04T07:46:05Z"),
                        "self" : true
                },
                {
                        "_id" : 1,
                        "name" : "10.10.148.131:27017",
                        "health" : 1,
                        "state" : 2,
                        "stateStr" : "SECONDARY",
                        "uptime" : 200,
                        "optime" : Timestamp(1357285565000, 1),
                        "optimeDate" : ISODate("2013-01-04T07:46:05Z"),
                        "lastHeartbeat" : ISODate("2013-01-05T02:44:42Z"),
                        "pingMs" : 0
                },
                {
                        "_id" : 2,
                        "name" : "10.10.148.132:27017",
                        "health" : 1,
                        "state" : 7,
                        "stateStr" : "ARBITER",
                        "uptime" : 200,
                        "lastHeartbeat" : ISODate("2013-01-05T02:44:42Z"),
                        "pingMs" : 0
                }
        ],
        "ok" : 1
}

如果配置正在生效，其中會包含如下資訊：

"stateStr" : "RECOVERING"

同時可以檢視對應節點的日誌，發現正在等待別的節點生效或者正在分配資料檔案。

       現在基本上已經完成了叢集的所有搭建工作。至於測試工作，可以留給大家自己試試。一個是往主節點插入資料，能從備節點查到之前插入的資料（查詢備節點可能會遇到某個問題，可以自己去網上查檢視）。二是停掉主節點，備節點能變成主節點提供服務。三是恢復主節點，備節點也能恢復其備的角色，而不是繼續充當主的角色。二和三都可以通過rs.status()命令實時檢視叢集的變化。

Sharding

和Replica Set類似，都需要一個仲裁節點，但是Sharding還需要配置節點和路由節點。就三種叢集搭建方式來說，這種是最複雜的。部署圖如下：

1.啟動資料節點

./mongod --fork --dbpath ../data/set1/ --logpath ../log/set1.log --replSet test #192.168.4.43
./mongod --fork --dbpath ../data/set2/ --logpath ../log/set2.log --replSet test #192.168.4.44
./mongod --fork --dbpath ../data/set3/ --logpath ../log/set3.log --replSet test #192.168.4.45 決策 不儲存資料

2.啟動配置節點

./mongod --configsvr --dbpath ../config/set1/ --port 20001 --fork --logpath ../log/conf1.log #192.168.4.30
./mongod --configsvr --dbpath ../config/set2/ --port 20002 --fork --logpath ../log/conf2.log #192.168.4.31

3.啟動路由節點

./mongos --configdb 192.168.4.30:20001,192.168.4.31:20002 --port 27017 --fork --logpath ../log/root.log #192.168.4.29

       這裡我們沒有用配置檔案的方式啟動，其中的引數意義大家應該都明白。一般來說一個數據節點對應一個配置節點，仲裁節點則不需要對應的配置節點。注意在啟動路由節點時，要將配置節點地址寫入到啟動命令裡。

4.配置Replica Set

       這裡可能會有點奇怪為什麼Sharding會需要配置Replica Set。其實想想也能明白，多個節點的資料肯定是相關聯的，如果不配一個Replica Set，怎麼標識是同一個叢集的呢。這也是人家mongodb的規定，咱們還是遵守吧。配置方式和之前所說的一樣，定一個cfg，然後初始化配置。

./mongo 192.168.4.43:27017   #ip和port是某個節點的地址
>use admin
>cfg={ _id:"testrs", members:[ {_id:0,host:'192.168.4.43:27017',priority:2}, {_id:1,host:'192.168.4.44:27017',priority:1}, 
{_id:2,host:'192.168.4.45:27017',arbiterOnly:true}] };
>rs.initiate(cfg)             #使配置生效

5.配置Sharding

./mongo 192.168.4.29:27017   #這裡必須連線路由節點
>sh.addShard("test/192.168.4.43:27017") #test表示replica set的名字 當把主節點新增到shard以後，會自動找到set裡的主，備，決策節點
>db.runCommand({enableSharding:"diameter_test"})    #diameter_test is database name
>db.runCommand( { shardCollection: "diameter_test.dcca_dccr_test",key:{"__avpSessionId":1}}) 

       第一個命令很容易理解，第二個命令是對需要進行Sharding的資料庫進行配置，第三個命令是對需要進行Sharding的Collection進行配置，這裡的dcca_dccr_test即為Collection的名字。另外還有個key，這個是比較關鍵的東西，對於查詢效率會有很大的影響，具體可以檢視Shard Key Overview

       到這裡Sharding也已經搭建完成了，以上只是最簡單的搭建方式，其中某些配置仍然使用的是預設配置。如果設定不當，會導致效率異常低下，所以建議大家多看看官方文件再進行預設配置的修改。

Master-Slaver

這個是最簡答的叢集搭建，不過準確說也不能算是叢集，只能說是主備。並且官方已經不推薦這種方式，所以在這裡只是簡單的介紹下吧，搭建方式也相對簡單。

./mongod --master --dbpath /data/masterdb/      #主節點

./mongod --slave --source <masterip:masterport> --dbpath /data/slavedb/     備節點

       基本上只要在主節點和備節點上分別執行這兩條命令，Master-Slaver就算搭建完成了。我沒有試過主節點掛掉後備節點是否能變成主節點，不過既然已經不推薦了，大家就沒必要去使用了。

       以上三種叢集搭建方式首選Replica Set，只有真的是大資料，Sharding才能顯現威力，畢竟備節點同步資料是需要時間的。Sharding可以將多片資料集中到路由節點上進行一些對比，然後將資料返回給客戶端，但是效率還是比較低的說。

       我自己有測試過，不過具體的機器配置已經不記得了。Replica Set的ips在資料達到1400w條時基本能達到1000左右，而Sharding在300w時已經下降到500ips了，兩者的單位資料大小大概是10kb。大家在應用的時候還是多多做下效能測試，畢竟不像Redis有benchmark。

       Mongodb現在用的還是比較多的，但是個人覺得配置太多了。。。。我看官網都看了好多天，才把叢集搭建的配置和注意要點弄明白。而且用過的人應該知道mongodb吃記憶體的問題，解決辦法只能通過ulimit來控制記憶體使用量，但是如果控制不好的話，mongodb會掛掉。。。

過段時間我會寫一篇關於專案裡使用mongodb所涉及到的具體業務，各位有興趣可以關注下。