MongoDB副本集的常用操作及原理

下面的操作主要分為兩個部分：

1. 修改節點狀態

主要包括：

將Primary節點降級為Secondary節點
凍結Secondary節點
強制Secondary節點進入維護模式
2.?修改副本集的配置

添加節點
刪除節點
將Secondary節點設置為延遲備份節點
將Secondary節點設置為隱藏節點
替換當前的副本集成員
設置副本集節點的優先級
阻止Secondary節點升級為Primary節點
如何設置沒有投票權的Secondary節點
禁用chainingAllowed
為Secondary節點顯式指定復制源
禁止Secondary節點創建索引

首先查看MongoDB副本集支持的所有操作

rs.help()
rs.status() { replSetGetStatus : 1 } checks repl set status
rs.initiate() { replSetInitiate : null } initiates set with default settings
rs.initiate(cfg) { replSetInitiate : cfg } initiates set with configuration cfg
rs.conf() get the current configuration object from local.system.replset
rs.reconfig(cfg) updates the configuration of a running replica set with cfg (disconnects)
rs.add(hostportstr) add a new member to the set with default attributes (disconnects)
rs.add(membercfgobj) add a new member to the set with extra attributes (disconnects)
rs.addArb(hostportstr) add a new member which is arbiterOnly:true (disconnects)
rs.stepDown([stepdownSecs, catchUpSecs]) step down as primary (disconnects)
rs.syncFrom(hostportstr) make a secondary sync from the given member
rs.freeze(secs) make a node ineligible to become primary for the time specified
rs.remove(hostportstr) remove a host from the replica set (disconnects)
rs.slaveOk() allow queries on secondary nodes

rs.printReplicationInfo() check oplog size and time range
rs.printSlaveReplicationInfo() check replica set members and replication lag
db.isMaster() check who is primary

reconfiguration helpers disconnect from the database so the shell will display
an error, even if the command succeeds.
修改節點狀態

將Primary節點降級為Secondary節點

share:PRIMARY> rs.stepDown()
這個命令會讓primary降級為Secondary節點，并維持60s，如果這段時間內沒有新的primary被選舉出來，這個節點可以要求重新進行選舉。

也可手動指定時間

share:PRIMARY> rs.stepDown(30)
在執行完該命令后，原Secondary node3:27017升級為Primary。

原Primary node3:27018降低為Secondary

凍結Secondary節點

如果需要對Primary做一下維護，但是不希望在維護的這段時間內將其它Secondary節點選舉為Primary節點，可以在每次Secondary節點上執行freeze命令，強制使它們始終處于Secondary節點狀態。

share:SECONDARY> rs.freeze(100)
注：只能在Secondary節點上執行

share:PRIMARY> rs.freeze(100)
{
"ok" : 0,
"errmsg" : "cannot freeze node when primary or running for election. state: Primary",
"code" : 95,
"codeName" : "NotSecondary"
}

如果要解凍Secondary節點，只需執行

share:SECONDARY> rs.freeze()

強制Secondary節點進入維護模式

當Secondary節點進入到維護模式后，它的狀態即轉化為“RECOVERING”，在這個狀態的節點，客戶端不會發送讀請求給它，同時它也不能作為復制源。

進入維護模式有兩種觸發方式：

1. 自動觸發

譬如Secondary上執行壓縮

2. 手動觸發

share:SECONDARY> db.adminCommand({"replSetMaintenance":true})

修改副本集的配置

添加節點

share:PRIMARY> rs.add("node3:27017")
share:PRIMARY> rs.add({_id: 3, host: "node3:27017", priority: 0, hidden: true})
也可通過配置文件的方式

cfg={
"_id" : 3,
"host" : "node3:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : true,
"priority" : 0,
"tags" : {

},
"slaveDelay" : NumberLong(0),
"votes" : 1
}

rs.add(cfg)

刪除節點

第一種方式

share:PRIMARY> rs.remove("node3:27017")
第二種方式

share:PRIMARY> cfg = rs.conf()
share:PRIMARY> cfg.members.splice(2,1)
share:PRIMARY> rs.reconfig(cfg)
注：執行rs.reconfig并不必然帶來副本集的重新選舉，加force參數同樣如此。

The rs.reconfig() shell method can trigger the current primary to step down in some situations.

修改節點的配置

將Secondary節點設置為延遲備份節點

cfg = rs.conf()
cfg.members[1].priority = 0
cfg.members[1].hidden = true
cfg.members[1].slaveDelay = 3600
rs.reconfig(cfg)

將Secondary節點設置為隱藏節點

cfg = rs.conf()
cfg.members[0].priority = 0
cfg.members[0].hidden = true
rs.reconfig(cfg)

替換當前的副本集成員

cfg = rs.conf()
cfg.members[0].host = "mongo2.example.net"
rs.reconfig(cfg)

設置副本集節點的優先級

cfg = rs.conf()
cfg.members[0].priority = 0.5
cfg.members[1].priority = 2
cfg.members[2].priority = 2
rs.reconfig(cfg)
優先級的有效取值是0~1000，可為小數，默認為1

從MongoDB 3.2開始

Non-voting members must have priority of 0.
Members with priority greater than 0 cannot have 0 votes.
注：如果將當前Secondary節點的優先級設置的大于Primary節點的優先級，會導致當前Primary節點的退位。

阻止Secondary節點升級為Primary節點

只需將priority設置為0

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

如何設置沒有投票權的Secondary節點

MongoDB限制一個副本集最多只能擁有50個成員節點，其中，最多只有7個成員節點擁有投票權。

之所以作此限制，主要是考慮到心跳請求導致的網絡流量，畢竟每個成員都要向其它所有成員發送心跳請求，和選舉花費的時間。

從MongoDB 3.2開始，任何priority大于0的節點都不可將votes設置為0

所以，對于沒有投票權的Secondary節點，votes和priority必須同時設置為0

cfg = rs.conf()
cfg.members[3].votes = 0
cfg.members[3].priority = 0
cfg.members[4].votes = 0
cfg.members[4].priority = 0
rs.reconfig(cfg)

禁用chainingAllowed

默認情況下，允許級聯復制。

即備份集中如果新添加了一個節點，這個節點很可能是從其中一個Secondary節點處進行復制，而不是從Primary節點處復制。

MongoDB根據ping時間選擇同步源，一個節點向另一個節點發送心跳請求，就可以得知心跳請求所耗費的時間。MongoDB維護著不同節點間心跳請求的平均花費時間，選擇同步源時，會選擇一個離自己比較近而且數據比自己新的節點。

如何判斷節點是從哪個節點處進行復制的呢？

share:PRIMARY> rs.status().members[1].syncingTo
node3:27018
當然，級聯復制也有顯而易見的缺點：復制鏈越長，將寫操作復制到所有Secondary節點所花費的時間就越長。

可通過如下方式禁用

cfg=rs.conf()
cfg.settings.chainingAllowed=false
rs.reconfig(cfg)
將chainingAllowed設置為false后，所有Secondary節點都會從Primary節點復制數據。

為Secondary節點顯式指定復制源

rs.syncFrom("node3:27019")

禁止Secondary節點創建索引

有時，并不需要Secondary節點擁有和Primary節點相同的索引，譬如這個節點只是用來處理數據備份或者離線的批量任務。這個時候，就可以阻止Secondary節點創建索引。

在MongoDB 3.4版本中，不允許直接修改，只能在添加節點時顯式指定

share:PRIMARY> cfg=rs.conf()
share:PRIMARY> cfg.members[2].buildIndexes=false
false
share:PRIMARY> rs.reconfig(cfg)
{
"ok" : 0,
"errmsg" : "priority must be 0 when buildIndexes=false",
"code" : 103,
"codeName" : "NewReplicaSetConfigurationIncompatible"
}
share:PRIMARY> cfg.members[2].buildIndexes=false
false
share:PRIMARY> cfg.members[2].priority=0
0
share:PRIMARY> rs.reconfig(cfg)
{
"ok" : 0,
"errmsg" : "New and old configurations differ in the setting of the buildIndexes field for member node3:27017; to make this c
hange, remove then re-add the member", "code" : 103,
"codeName" : "NewReplicaSetConfigurationIncompatible"
}
share:PRIMARY> rs.remove("node3:27017")
{ "ok" : 1 }
share:PRIMARY> rs.add({_id: 2, host: "node3:27017", priority: 0, buildIndexes:false})
{ "ok" : 1 }

從上述測試中可以看出，如果要將節點的buildIndexes設置為false，必須同時將priority設置為0。

參考

1.《MongoDB權威指南》

2. MongoDB官方文檔

3. 云計算 大數據 mongodb(https://www.yunchihair.com/?p=115)