副本集介绍

什么是副本集? 副本集是 MongoDB 的复制系统，用于将数据同步到各个服务器的过程。

单节点在测试环境还行，但是在线上生产环境就不合适了，因为如果单节点出问题了，会导致应用宕机。

所以这个时候我们可以 MongoDB 的复制功能，使用多节点进行部署，其中一台服务器节点宕机了，还有其他节点运行，进行故障转移，让应用不会受到影响，从而更为高可用。

说到故障转移，MongoDB 最初支持一种叫「主从模式」(master-slave) 这种模式下 MongoDB 不会做自动故障转移的。这种模式现在已经不推荐使用了，这里就不过多介绍了。

由于副本集新增节点或者删除节点都非常方便，建议即使你一开始是单节点也以副本集的方式启动，方便后续进行节点添加。

成员介绍

副本集成员这里主要介绍仲裁者 arbiter， 延迟备份节点这两种成员。

说到仲裁者，这里需要说一个副本集成员之间选举主节点过程有一个满足「大多数」原则 即 n/2 + 1 。仲裁者作用就是「参与选举」，不保存数据。解决在一开始我们应用程序量很小的时候，没有资源，不想保存三分及以上数据副本。

rs.add({“_id”: 3, “host”: “server-3:27017”, “arbiterOnly”: true})
这里注意：

最多只能使用一个仲裁者

奇数节点不需要仲裁者

尽可能使用奇数个数据节点，不使用仲裁者

说完仲裁者，我们说一下「延迟备份节点」，在给团队内部做分享的时候，我们公司的运维大神专门强调要讲这个，这个是有历史血泪的。

延迟备份节点主要作用避免有人不小心删除了主数据库，或者应用程序有一个严重 Bug 导致把所有数据玩坏了。为了避免这一类问题，设置一个延迟备份节点。强烈建议线上配置，这是有血泪史的。

rs.add({ _id:4, host: “server-4:27020”, priority: 0, hidden:true, slaveDelay:7200, votes:0, buildIndexes:true, arbiterOnly:false} )
其实这也算是一个备份方式之一，保底计划。

副本集初始化

副本集成员启动之后，配置这里我放在最后一节来说，这里我们直接说副本集启动后的初始化操作。

成员初始化操作主要有 4 个步奏：

成员在 local.me 自己创建标志符，删除本地已存在的数据，进行数据同步
将同步源的所有记录数据克隆到本地，这一步是最耗时的
将第一个 oplog 同步中操作记录下来。
创建索引，同步创建索引期间的所有操作
通过上面的 4 个步奏，就完成了副本集初始化。

副本集备份

备份的方式简单小结有以下四种方式：

一、 文件系统快照：其中文件系统快照需要文件系统本身支持，mongod 开启日记系统，后面我配置会说。

二、 复制数据目录：就是复制数据目录所有文件，在备份我们需要防止数据文件不能发生改变，否则将不可用。

保证数据不变，可以通过

db.fsyncLock() 进行锁定所有数据库，运行之后后续操作会加入队列等待。
cp -R /data/db/* /backup/
db.fsyncUnlock() # 解锁数据库能再次进行写操作
三、mongodump：备份恢复速度较慢，不推荐

四、延迟备份节点： 原则上不算备份策略，但是比较重要通过它来延迟防止数据误操作。

副本集部署

最后我们终于说到了副本集配置，这里我们配置好 mongod.conf 配置，replaSetName 设置为 test_rs 名，配置如下：

storage:
dbPath: /test/mongodb/rs1 # 配置路径
journal:
enabled: true # 开启日记系统
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /test/log/mongodb/rs1.log # 日志

processManagement:
pidFilePath: /var/run/mongodb/rs1.pid

net:
port: 27018
bindIp: 1.2.3.4 # 绑定固定 IP

replication:
replSetName: “test_rs” # 选定配置名

security:
authorization: enabled
keyFile: /test/mongodb/key/test_rs.key
除了上面的配置外，我们可以通过配置 init.d 的启动脚本，大家可以去 github 上面进行搜索一下，有很多启动脚本通过 sudo service mongodb.rs1 start 进行启动处理，通过多个节点进行启动加入到副本集。

由于 mongo 默认是没有密码的，对于数据库的配置，除了配置帐号密码以外，如果我们是在腾讯云或者阿里云服务器上，需要配置安全组，只允许内网固定几台机器 IP，固定端口访问。

配置优化

除了 MongoDB 配置启动好了，我们还需要对服务器做一些配置调整，主要有以下几点：

禁止内存过度分配：overcommit_memory=2
禁用大内存页面 HugePage：
修改文件描述符 > 20000 或者无限制
关闭定期任务，比如软件包自动更新，消耗 CPU 及内存资源，造成服务抖动异常 (类似 Redis 异步任务 hgetall)
其中 vercommit_memory 设置 1，满足所有内存分配请求 (redis 部署)，设置 2 分配虚拟空间不超过 swap 与一小部分过度分配的和，设置 0，让内核猜测过度分配大小。

禁止大内存：如果不能全部存进内存，不考虑超过内存容量情况，就可以用大内存，但是不能全部存进去的话，那么大块数据会导致更多 IO，而且「脏数据」落地到硬盘可能从 KB 到 MB。

至此我们服务部署上线结束，由于个人经验所限，难免有些疏忽遗漏甚至错误，欢迎留言指出，非常感谢。