MongoDB基礎教程系列--第八篇 MongoDB 副本集實現複製功能
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為什麼用複製
為什麼要使用複製呢？如果我們的資料庫只存在於一臺伺服器，若這臺伺服器宕機了，那對於我們資料將會是災難，當然這只是其中一個原因，若資料量非常大，讀寫操作勢必會影響資料庫的效能，這時候複製就顯得相當重要了，因為 MongoDB 可以通過複製，實現讀寫分離。
複製是一種在多個伺服器上同步資料的過程。通過在不同的資料庫伺服器上實現多個數據副本。總之，複製可以使你免受硬體故障與服務中斷的影響，及時恢復資料。由於資料有多個副本，所以可以將其中一個副本用於災難恢復、報告或備份。
複製的作用
- 保證資料的安全性
- 保證資料的高可用性（24*7）
- 使用者災難恢復
- 不需要停機維護（如備份，重建索引，壓縮等任務）
- 讀寫的靈活性
那麼，複製是怎麼實現的呢？MongoDB 用副本集實現複製的功能。副本集是一組託管同一資料集的 mongod 物件。在副本集中有三個成員：主節點（Primary）、從節點（Secondary）、仲裁節點（Arbiter）
副本集
先對副本整合員進行說明：
主節點（Primary）
提供所有增、刪、查、改操作
從節點（Secondary）
可以提供查詢服務，這樣就可以減少主節點的壓力，當客戶端進行資料查詢時，請求自動轉到從節點上。
仲裁節點（Arbiter）
仲裁節點是一種特殊的節點，它本身並不儲存資料，主要作用在於，當主節點掛掉以後，通過投票的方式決定哪個從節點成為主節點。如果沒有仲裁節點，如果主節點掛掉，那麼整個副本集中就沒有了主節點。
那麼，副本集是怎麼實現主、從節點的資料同步的呢？原來，主節點上的所有操作都記錄在oplog，從節點定期從主節點獲取這些操作，然後對自己的資料副本執行這些操作，從而保證從節點的資料與主節點一致。
- 副本集具有 2 個或多個節點（但一般最少需要 3 個節點）。
- 副本集只有一個主節點，其他全是從節點。
- 所有資料都是從主節點複製到從節點上的。
- 當發生自動故障轉移或維護時，會重新推舉一個新的主節點。
- 當失敗節點恢復後，該節點重新又連線到副本集中，重新作為從節點。
下面展示一下典型的 MongoDB 複製圖，客戶端從主節點讀取資料，在客戶端寫入資料到主節點時， 主節點與從節點進行資料互動保障資料的一致性。
副本集特點
- 具有 N 個節點的叢集
- 任何節點都可能成為主節點
- 所有寫入操作必須由主節點來完成
- 自動故障轉移
- 自動故障恢復
- 重新推舉主節點
建立副本集
1、關閉正在執行的 MongoDB 伺服器
2、通過指定 --replSet 選項來啟動mongoDB。--replSet 基本語法格式如下：
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範例
因為沒有安裝虛擬機器，就把 MongoDB 資料夾放在C盤、D盤、E盤、F盤，模擬放在多個伺服器上。
1、先啟動C盤上的 MongoDB 伺服器：127.0.0.1:27017，指定埠為27017，並取副本集的名稱為 "myRep"
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2、然後啟動D盤上的 MongoDB 伺服器：127.0.0.1:27020，指定埠為27020，並取副本集的名稱為 "myRep"
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3、MongoDB 中用 rs.initiate() 命令初始化一個副本集，開啟C盤上的 Mongo shell，輸入以下命令
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4、除了用 rs.initiate() 命令初始化副本集外，MongoDB 還可以用 rs.add(HOST_NAME:PORT)，給副本集新增節點。請記住，使用 rs.add() 之前，一定要用 rs.initiate() 初始化副本集，沒有引數也可以。我們先啟動E盤上 MongoDB 伺服器：127.0.0.1:27022，指定埠為27022，並取副本集的名稱為 "myRep"
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5、我們用 rs.add() 命令新增一個節點。把服務連線到 主節點 上，在 Mongo shell 中輸入以下命令
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6、沒有仲裁節點的副本集是不完整的，MongoDB 中使用 rs.addArb(HOST_NAME:PORT) 命令新增仲裁節點。我們先啟動F盤上 MongoDB 伺服器：127.0.0.1:27030，指定埠為27030，並取副本集的名稱為 "myRep"
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7、我們用 rs.addArb() 命令新增一個仲裁節點。把服務連線到 主節點 上，在 Mongo shell 中輸入以下命令
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8、MongoDB 可以使用 rs.status() 命令檢視副本集的狀態，可以清楚的看出哪個伺服器是主節點，哪個伺服器是從節點，哪個伺服器是仲裁節點。在返回的結果中，members 文件中可以清楚的看到欄位 stateStr 的值，該值標識伺服器屬於哪個型別的節點。通過返回結果可以看到C盤的 MongoDB 伺服器是主節點。因為 status() 返回的結果太長，我就不截圖了。
9、副本集已經建好了，是不是特別想試試它的奧祕啊，我們用 Mongo shell連線到主節點伺服器，新增 user 集合，並新增文件
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10、我們再連線到D盤上的伺服器：127.0.0.1:27020，檢視 test 資料庫中是否有 user 集合，如果有，並檢視 user 中的文件。
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哇，我們發現D盤上的伺服器已經存在資料了。