復(fù)制是在多臺服務(wù)器之間同步數(shù)據(jù)的過程。
復(fù)制在為數(shù)據(jù)提供了冗余同時，也提高了數(shù)據(jù)的可用性。由于在不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上擁有多個數(shù)據(jù)鏡像，復(fù)制可以有效的防止由于單臺服務(wù)器故障而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。復(fù)制還能夠幫助我們從硬件故障或是服務(wù)中斷中恢復(fù)數(shù)據(jù)。我們也可以通過增加復(fù)制節(jié)點來將其用于災(zāi)難恢復(fù)、報表或是備份。
在某些情況中，我們可以通過復(fù)制的方式來提高讀的性能。客戶端可以將讀與寫請求分別發(fā)送到不同的服務(wù)器上。我們還能夠通過在其他數(shù)據(jù)中心建立分布式復(fù)制節(jié)點的方式來做異地冗災(zāi)，以進一步提高可用性。
復(fù)制集是由一組擁有相同數(shù)據(jù)集的 mongod 實例組成的。其中的一個節(jié)點為主節(jié)點（Primary），所有的寫請求都是在它上面完成的。而其他的節(jié)點都是從節(jié)點（secondary），從節(jié)點接收從主節(jié)點上傳來的操作并應(yīng)用，并以此來保證其與主節(jié)點的數(shù)據(jù)集一致。
主節(jié)點 接收所有來自客戶端的寫操作。一個復(fù)制集只能有一個主節(jié)點。由于在一個復(fù)制集中只有一個成員能夠接收寫操作，復(fù)制集為所有來自主節(jié)點的讀提供了 嚴格的一致性校驗 。主節(jié)點通過將所有數(shù)據(jù)集的變動記錄到 oplog 中以支持復(fù)制的實現(xiàn)。
從節(jié)點 將主節(jié)點上的oplog復(fù)制過來并應(yīng)用這些操作來修改其自己的數(shù)據(jù)集以確保從節(jié)點的數(shù)據(jù)集與主節(jié)點的數(shù)據(jù)集一致。一旦主節(jié)點不可用了，復(fù)制集就會將一個從節(jié)點選舉成為新的主節(jié)點?？蛻舳四J是從主節(jié)點進行讀操作，但是客戶端也可以通過指定 復(fù)制集讀選項 來將讀操作發(fā)送給從節(jié)點。需要注意的是，在從節(jié)點上進行讀操作時，所獲得的數(shù)據(jù)可能不是此時主節(jié)點上的值
我們也可以為復(fù)制集新增一個額外的 mongod 實例作為 投票節(jié)點 。投票節(jié)點中并不包含數(shù)據(jù)集，投票節(jié)點的作用僅僅是在選舉過程中參與投票。當(dāng)復(fù)制集的成員個數(shù)為偶數(shù)時，添加一個投票節(jié)點可以防止平局的出現(xiàn)，通過多數(shù)選票來選舉出新的主節(jié)點。由于投票節(jié)點僅提供投票功能，故無需一個專用的物理機。
投票節(jié)點 將只做投票使用。當(dāng) 主節(jié)點 降職變?yōu)?從節(jié)點 的時候，其他的一個 從節(jié)點 將在選舉中被推選為主節(jié)點。
從節(jié)點從主節(jié)點上應(yīng)用操作的過程是異步的。由于從節(jié)點是在主節(jié)點之后應(yīng)用操作的，所以復(fù)制集在缺少某些成員的時候仍能繼續(xù)運行。然而在這種情況下，從節(jié)點返回給客戶端的數(shù)據(jù)可能并不是最新的數(shù)據(jù)。
當(dāng)主節(jié)點無法與復(fù)制集中其他成員進行溝通超過10秒時，復(fù)制集將嘗試推舉另一位成員成為新的主節(jié)點。這時，第一個獲得多數(shù)投票的從節(jié)點將升職為主節(jié)點。
復(fù)制集提供了一些選項來支持實際應(yīng)用時的需求。例如，將一個復(fù)制集分布在多個數(shù)據(jù)中心 ，又或是通過設(shè)置 priority 來控制選舉的結(jié)果。復(fù)制集同時也支持將成員用于報表、災(zāi)難恢復(fù)或是備份。
MongoDB的 復(fù)制集 是由一組 mongod 實例所組成的，并提供了數(shù)據(jù)冗余與高可用性。復(fù)制集中的成員有以下幾種：
Primary.
主節(jié)點 接收所有的寫操作請求。
Secondaries.
從節(jié)點通過應(yīng)用主節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)變動操作來保持其數(shù)據(jù)集與主節(jié)點的一致。從節(jié)點也可以通過增加額外的參數(shù)配置來對應(yīng)特殊的需求。例如，從節(jié)點可以是 non-voting 或是 priority 0 。
我們也可以為復(fù)制集設(shè)置一個 投票節(jié)點 。投票節(jié)點其本身并不包含數(shù)據(jù)集。但是，一旦當(dāng)前的主節(jié)點不可用時，投票節(jié)點就會參與到新的主節(jié)點選舉的投票中。
一個復(fù)制集最多可以擁有12個成員。 [1] 但是同時最多只有其中的7個可以進行投票。
一個復(fù)制集至少需要這幾個成員：一個 主節(jié)點 ，一個 從節(jié)點 ，和一個 投票節(jié)點 。但是在大多數(shù)情況下，我們會保持3個擁有數(shù)據(jù)集的節(jié)點：一個 主節(jié)點 和兩個 從節(jié)點 。
在復(fù)制集中，主節(jié)點是唯一能夠接收寫請求的節(jié)點。MongoDB在 主節(jié)點 上進行寫操作，并會將這些操作記錄到主節(jié)點的 oplog 中。 從節(jié)點 會將oplog復(fù)制到其本機并將這些操作應(yīng)用到其自己的數(shù)據(jù)集上。
在擁有下述三個成員的復(fù)制集中，主節(jié)點將接收所有的寫請求，而從節(jié)點會將oplog復(fù)制到本機并在其自己的數(shù)據(jù)集上應(yīng)用這些操作。
復(fù)制集中任何成員都可以接收讀請求。但是默認情況下，應(yīng)用程序會直接連接到在主節(jié)點上進行讀操作。
復(fù)制集最多只能擁有一個主節(jié)點。一旦當(dāng)前的主節(jié)點不可用了，復(fù)制集就會選舉出新的主節(jié)點。
在擁有下述三個成員的復(fù)制集中，一旦當(dāng)前主節(jié)點不可用了，就會觸發(fā)選舉機制，并將在剩下的從節(jié)點中選舉出一個新的主節(jié)點。
從節(jié)點的數(shù)據(jù)集與 主節(jié)點 中的一致。從節(jié)點將主節(jié)點上的 oplog 復(fù)制到本機，并異步的將這些操作記錄應(yīng)用在其自己的數(shù)據(jù)集上。每個復(fù)制集可以擁有多個從節(jié)點。
下述由三個成員組成的復(fù)制集擁有兩個從節(jié)點。這些從節(jié)點將主節(jié)點上的oplog復(fù)制過來并應(yīng)用在其自己的數(shù)據(jù)集上。
客戶端雖然無法在從節(jié)點上進行寫操作，但卻可以進行讀操作。
從節(jié)點是可以升職為主節(jié)點的。一旦現(xiàn)有的主節(jié)點不可用了，那么復(fù)制集將會發(fā)起 election 來選擇將哪個從節(jié)點提升為新的主節(jié)點。
在擁有下述三個成員的復(fù)制集中，一旦當(dāng)前主節(jié)點不可用了，就會觸發(fā)選舉機制，并將在剩下的從節(jié)點中選舉出一個新的主節(jié)點。
我們可以通過修改參數(shù)的方式來將從節(jié)點用于特殊的需求。例如：
我們可以通過禁止從節(jié)點升職為主節(jié)點的方式來將該節(jié)點永駐為從節(jié)點或是用于冷備。
我們可以通過禁止應(yīng)用在該從節(jié)點上進行讀操作的方式，來讓一些需要進行流量隔離的應(yīng)用在其上進行讀。
我們可以通過設(shè)置 “延時備份節(jié)點” 的方式來防止諸如誤刪除等的誤操作或是錯誤。
一旦將優(yōu)先級設(shè)置為0，那么該從節(jié)點將 不能 升職為 主節(jié)點 。 優(yōu)先級為0 的成員不會 觸發(fā) 選舉 。除此之外該節(jié)點與其他從節(jié)點沒有區(qū)別，優(yōu)先級為0 的從節(jié)點擁有與主節(jié)點一致的數(shù)據(jù)集，能接受讀請求，同時也能參與投票。通過將從節(jié)點的 優(yōu)先級設(shè)置為0 來防止其升職為主節(jié)點可以在分布式數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)中起到很好的作用。
在下述這樣的擁有三個成員的復(fù)制集中，一個主節(jié)點和一個從節(jié)點坐落在某一個數(shù)據(jù)中心中，另一個不能升職為主節(jié)點的 優(yōu)先級為0 的從節(jié)點則在另一個數(shù)據(jù)中心。
將優(yōu)先級為0的成員作為備用節(jié)點
在很多情況下，我們可能不需要準備一個 優(yōu)先級為0 的備用節(jié)點。然而在一些硬件環(huán)境或是架構(gòu)的 地理分布 較為多變的情境中，一個 優(yōu)先級為0 的備用節(jié)點可以很好的保證符合條件的成員升職為主節(jié)點。
一個擁有特殊硬件配置或是系統(tǒng)優(yōu)化配置的 優(yōu)先級為0 的備用節(jié)點也可以有效的為特殊需求提供服務(wù)。比如可以將 優(yōu)先級設(shè)置為0 來讓其不能升職為主節(jié)點。
如果我們的復(fù)制集中已經(jīng)有了七個參與投票的節(jié)點，那么請將其他節(jié)點設(shè)置為 不參與投票 。
當(dāng)配置一個 優(yōu)先級為0 的節(jié)點時，我們需要考慮到可能出現(xiàn)的故障切換情況，比如網(wǎng)絡(luò)故障等。需要注意的時，我們要確保在主數(shù)據(jù)中心中擁有足夠多可以參與投票和選舉的節(jié)點，并確保其擁有可以順利成為主節(jié)點的成員。
隱藏節(jié)點擁有與 主節(jié)點 一致的數(shù)據(jù)集，但是它對于應(yīng)用程序來說是 不可見 的。隱藏節(jié)點可以很好的與 復(fù)制集 中的其他節(jié)點隔離，并應(yīng)對特殊的需求。隱藏節(jié)點也應(yīng)該是一個 不能升職為主節(jié)點 的 優(yōu)先級為0的節(jié)點 。函數(shù) db.isMaster() 將不會列出隱藏節(jié)點。隱藏節(jié)點在 選舉 中是 可以進行投票 的。
在下述這樣擁有五個節(jié)點的復(fù)制集中，四個從節(jié)點都擁有與主節(jié)點一致的數(shù)據(jù)集，但其中的一個從節(jié)點是隱藏節(jié)點。
客戶端將不會把讀請求分發(fā)到隱藏節(jié)點上，即使我們設(shè)定了 復(fù)制集讀選項 。這些隱藏節(jié)點將不會收到來自應(yīng)用程序的請求。我們可以將隱藏節(jié)點專用于報表節(jié)點或是備份節(jié)點。 延時節(jié)點 也應(yīng)該是一個隱藏節(jié)點。
在分片集群中， mongos 將不與隱藏節(jié)點進行交流。
在復(fù)制集的選舉中，隱藏節(jié)點是會 參加 投票的。當(dāng)關(guān)閉一個隱藏節(jié)點的時候，請確認復(fù)制集中的可用節(jié)點個數(shù)足夠進行選舉，以防 主節(jié)點 降職導(dǎo)致復(fù)制集對外不可用。
將隱藏節(jié)點用于備份，可以防止我們在備份過程中使用 db.fsyncLock() 和 db.fsyncUnlock() 操作來對 mongod 實例加或解除寫鎖的過程中應(yīng)用程序的不可用。
延時節(jié)點也將從 復(fù)制集 中主節(jié)點復(fù)制數(shù)據(jù)，然而延時節(jié)點中的數(shù)據(jù)集將會比復(fù)制集中主節(jié)點的數(shù)據(jù)延后。舉個例子，現(xiàn)在是09：52，如果延時節(jié)點延后了1小時，那么延時節(jié)點的數(shù)據(jù)集中將不會有08：52之后的操作。
由于延時節(jié)點的數(shù)據(jù)集是延時的，因此它可以幫助我們在人為誤操作或是其他意外情況下恢復(fù)數(shù)據(jù)。舉個例子，當(dāng)應(yīng)用升級失敗，或是誤操作刪除了表和數(shù)據(jù)庫時，我們可以通過延時節(jié)點進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。
延時節(jié)點通過延時應(yīng)用 oplog 中的操作來實現(xiàn)其延時的效果。當(dāng)我們選擇延時時常的時候，需要考慮到以下內(nèi)容：
必須大于或者等于你的維護視窗。
必須 小于 oplog的存儲能力
在分片集群中，當(dāng) 平衡器 平衡器打開的時候延時節(jié)點效果有限。因為延時節(jié)點延時的復(fù)制數(shù)據(jù)段，而若在延時的時間段內(nèi)進行過數(shù)據(jù)段遷移的話，復(fù)制集中的延時節(jié)點就無法為還原分片集群提供有效的幫助
在下述這樣擁有五個成員的復(fù)制集中，主節(jié)點與所有從節(jié)點都擁有數(shù)據(jù)集的副本。其中一個從節(jié)點延時3600秒（1小時）應(yīng)用oplog中的操作。這個延時節(jié)點同時也是 隱藏節(jié)點 和 優(yōu)先級為0 的節(jié)點。
延時節(jié)點需要將 priority 設(shè)置為0，還需要將 hidden 設(shè)置為 true ，同時還需要將 slaveDelay 設(shè)置為想要延遲的時間（單位為秒）：
重慶分公司
重慶分公司
{
"_id" : ,
"host" : ,
"priority" : 0,
"slaveDelay" : ,
"hidden" : true} 投票節(jié)點 并不含有 復(fù)制集中的數(shù)據(jù)集副本，且也 無法 升職為主節(jié)點。復(fù)制集中可能會有多個投票節(jié)點來為 選舉出新的主節(jié)點 進行投票。投票節(jié)點的存在使得復(fù)制集可以以偶數(shù)個節(jié)點存在，而無需為復(fù)制集再新增節(jié)點。
注意
不要將投票節(jié)點運行在復(fù)制集的主節(jié)點或者從節(jié)點機器上。
僅僅在復(fù)制集成員為偶數(shù)個的時候加入投票節(jié)點。如果在擁有奇數(shù)個復(fù)制集成員的復(fù)制集中新增了一個投票節(jié)點，復(fù)制集可能會遇到 選舉 僵局。
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