帶著副本集的問題來看吧！

• 副本集故障轉移，主節點是如何選舉的？能否手動干涉下架某一臺主節點。
• 官方說副本集數量最好是奇數，為什麼？
• mongodb副本集是如何同步的？如果同步不及時會出現什麼情況？會不會出現不一致性？
• mongodb的故障轉移會不會無故自動發生？什麼條件會觸發？頻繁觸發可能會帶來系統負載加重？

Bully演算法

mongodb副本集故障轉移功能得益於它的選舉機制。選舉機制採用了Bully演算法，可以很方便從分散式節點中選出主節點。一個分散式叢集架構中一般都有一個所謂的主節點，可以有很多用途，比如快取機器節點元資料，作為叢集的訪問入口等等。主節點有就有吧，我們幹嘛要什麼Bully演算法？要明白這個我們先看看這兩種架構：

1. 指定主節點的架構，這種架構一般都會申明一個節點為主節點，其他節點都是從節點，如我們常用的mysql就是這樣。但是這樣架構我們在第一節說了整個叢集如果主節點掛掉了就得手工操作，上架一個新的主節點或者從從節點恢復資料，不太靈活。
2. 不指定主節點，叢集中的任意節點都可以成為主節點。mongodb也就是採用這種架構，一但主節點掛了其他從節點自動接替變成主節點。

好了，問題就在這個地方，既然所有節點都是一樣，一但主節點掛了，怎麼選擇出來下一個節點是誰來做為主節點呢？這就是Bully演算法解決的問題。

那什麼是Bully演算法，Bully演算法是一種協調者（主節點）競選演算法，主要思想是叢集的每個成員都可以宣告它是主節點並通知其他節點。別的節點可以選擇接受這個聲稱或是拒絕並進入主節點競爭。被其他所有節點接受的節點才能成為主節點。節點按照一些屬性來判斷誰應該勝出。這個屬性可以是一個靜態ID，也可以是更新的度量像最近一次事務ID（最新的節點會勝出）。詳情請參考

選舉

那mongodb是怎進行選舉的呢？官方這麼描述:

We use a consensus protocol to pick a primary. Exact details will be spared here but that basic process is:

1. get maxLocalOpOrdinal from each server.
2. if a majority of servers are not up (from this server’s POV), remain in Secondary mode and stop.
3. if the last op time seems very old, stop and await human intervention.
4. else, using a consensus protocol, pick the server with the highest maxLocalOpOrdinal as the Primary.

大致翻譯過來為使用一致協議選擇主節點。基本步驟為：

1. 得到每個伺服器節點的最後操作時間戳。每個mongodb都有oplog機制會記錄本機的操作，方便和主伺服器進行對比資料是否同步還可以用於錯誤恢復。
2. 如果叢集中大部分伺服器down機了，保留活著的節點都為 secondary狀態並停止，不選舉了。
3. 如果叢集中選舉出來的主節點或者所有從節點最後一次同步時間看起來很舊了，停止選舉等待人來操作。
4. 如果上面都沒有問題就選擇最後操作時間戳最新（保證資料是最新的）的伺服器節點作為主節點。

這裡提到了一個一致協議（其實就是bully演算法），這個和資料庫的一致性協議還是有些區別，一致協議主要強調的是通過一些機制保證大家達成共識；而一致性協議強調的是操作的順序一致性，比如同時讀寫一個數據會不會出現髒資料。一致協議在分散式裡有一個經典的演算法叫“Paxos演算法”，後續再介紹。

上面有個問題，就是所有從節點的最後操作時間都是一樣怎麼辦？就是誰先成為主節點的時間最快就選誰。

選舉觸發條件

選舉不是什麼時刻都會被觸發的，有以下情況可以觸發。

1. 初始化一個副本集時。
2. 副本集和主節點斷開連線，可能是網路問題。
3. 主節點掛掉。

選舉還有個前提條件，參與選舉的節點數量必須大於副本集總節點數量的一半，如果已經小於一半了所有節點保持只讀狀態。
日誌將會出現：

主節點掛掉能否人為干預？答案是肯定的。

1. 可以通過replSetStepDown命令下架主節點。這個命令可以登入主節點使用

   1	db.adminCommand({replSetStepDown:1})

   如果殺不掉可以使用強制開關

   1	db.adminCommand({replSetStepDown:1,force:true})

   或者使用 rs.stepDown(120)也可以達到同樣的效果，中間的數字指不能在停止服務這段時間成為主節點，單位為秒。

2. 設定一個從節點有比主節點有更高的優先順序。
   先檢視當前叢集中優先順序，通過rs.conf()命令，預設優先順序為1是不顯示的，這裡標示出來。rs.conf();{
   "_id" : "rs0",
   "version" : 9,
   "members" : [
   {
   "_id" : 0,
   "host" : "192.168.1.136:27017"                },
   {
   "_id" : 1,
   "host" : "192.168.1.137:27017"                },
   {
   "_id" : 2,
   "host" : "192.168.1.138:27017"                }
   ]
   }

   我們來設定，讓id為1的主機可以優先成為主節點。

   1 2 3 4 5

   cfg=rs.conf() cfg.members[0].priority=1 cfg.members[1].priority=2 cfg.members[2].priority=1 rs.reconfig(cfg)

   然後再執行rs.conf()命令檢視優先順序已經設定成功，主節點選舉也會觸發。

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