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标题: Replica Set的数据同步 [打印本页]

作者: shengnan007    时间: 2012-9-18 13:20
标题: Replica Set的数据同步
    上一篇文章,我们了解了replica set是如何选举出primary的。当primary被选举出来,就开始处理系统中的写数据的请求,secondary要及时的同步这些写到primary中的最新的数据,保持MongoDB中数据的一致性,那么secondary是如何进行数据同步的呢?接下来我们详细分析这个问题。
4 Z7 ~, O% w. H2 [$ X0 D( ~5 B7 Q& R- J0 s
同步" i0 F- A" u1 e# f+ u- a

5 A- p7 D( G9 I6 q; s* R    一个secondary在正常运行时,会选择replica set中的一个节点,从这个节点中叫做local.oplog.rs的collection,拉取oplog同步日志。获得同步日志后,进行下边的三项操作:
/ _0 a8 `3 f. V    执行op日志
# P3 C0 ^3 T; ]/ G, J    将op日志写入到自己的oplog中(也就是local.oplog.rs)
4 X3 L/ H8 O* Q; j$ H+ H    请求下一个op日志# N" @9 B$ @: {8 e1 g) M

& ?' y0 M; f; N4 j9 J    如果在第一步执行完毕,第二步还没有执行完的时候,secondary宕机了,那么在secondary重新恢复之后,会认为第二步的写操作还没有执行,重新开始执行第二步。在MongoDB的设计中,oplog的操作是具有幂等性的,也就是说将oplog中的某一条操作记录执行多次,不会影响结果的正确性。( J7 R( @; R8 K7 b" \2 c% V& ~8 B

/ M- k! j7 Y2 O/ n( |    比如说,有一个数据是{counter:1},我们在primary中,对这个数据执行了操作{$inc:{counter:1}},就是把counter字段的值增加1,结果是{counter:2}。Oplog不会记录inc操作,而是直接记录{$set:{counter:2}}。因此,对于oplog中的操作记录,无论执行多少次,都不会影响结果的正确性。: t7 @5 G8 u" g+ T* J

6 w8 [* K- r: s" h/ ^  S* E# ow参数1 {: Z* B- A+ L3 W. D
* N5 @6 g3 ~7 s* X# B9 @) @3 D& i- k
    当我们在MongoDB中执行一个写操作时,默认情况下,写操作指令发送后,就认为写操作执行成功了。为了保证系统可用性和数据安全性,我们可以更改配置,当写操作在n个节点(n包括primary,如果n=1,那就是在primary执行成功后返回)都执行成功后,才返回成功。这个配置的命令如下:* }4 ?/ U, L, A
db.foo.runCommand({getLastError:1, w:2}), R( l2 U$ e; I
+ c* t2 I( r% I2 T! w  }
    在更改了这个配置之后,执行写操作的流程如下:4 s2 G& ~, b; c" U5 w
) C0 v3 _) o+ q7 i
    在primary上完成写操作;
2 e2 ?" U- [( ^. w    写操作被记录在primary的oplog中,oplog中包含一个ts字段,记录了写操作发生的时间t;
0 P& S+ n1 ~& |. Y, p    客户端在primary中执行{getLastError:1, w:2}命令,primary完成了写操作,只要再有一个节点完成写操作,就可以满足w:2     了;' Y) w8 k) Q5 [6 \) v
    secondary从primary获得oplog,获得上一次操作的记录;
8 G1 p" W( f" @! i4 d$ W& _+ h" v) i  @    secondary执行oplog中刚才那一条时间t的操作;
( T' K, H$ B' W8 g4 e( l    secondary从primary的oplog中获取时间t之后的log,条件为{ts:{$gt:t}};, v" ^7 B* j1 s1 c+ V' `$ \
    primary知道了secondary已经成功执行了时间t之前的oplog,因为secondary已经在请求时间t之后的oplog了;
; _* K: W. f9 Q( l& A6 ]3 W    getLastError知道primary与secondary都完成了这次写操作,于是 w:2 的条件满足了,向客户端返回成功。
1 b/ X7 u$ q, c' G+ @( k( P; K/ Y" r+ X* F6 ?3 L& z- L4 e
启动
, R: ]) G3 I  O: y  f+ T  {, V2 B; q. L' H+ g* [4 U$ F, ]7 F
    当在现有的某个replica set中加入一个新节点并启动时,这个新节点会查看自己的local.oplog.rs collection,执行一个叫 lastOpTimeWritten 的命令,查找到它最近的一条被secondary同步过的写操作。
4 h9 Z: c* q  u3 ^4 Z
, V8 ?! K1 X& {2 d# a, ?- p    这个命令会返回一条oplog记录,其中的ts字段就是最近一次写操作的时间。如果一个节点启动的时候,oplog里没有数据,这个节点会同步其他节点中的所有数据。2 u9 g; b/ c6 C2 P8 s4 O
2 ^. {0 L' N4 \8 W! \3 [/ O
选择同步源节点! ]# y) {2 q/ o
/ z% V" \: U* o0 z! i
    Replica Sets中的节点从距离它“最近”的节点同步数据,这个“最近”是通过ping的时间来判断的。在节点之间的心跳检测中,会记录ping某个节点和收到响应的时间,通过这个时间的长短,来确定距离的远近,时间越长视为距离越远。知道了和节点之间的距离,再通过如下的算法,来确定可以同步数据的源节点:5 o! L. k) g* W

9 m1 `/ P5 Q/ xfor each member that is healthy:' v' u: |/ o1 l' K" \0 A
    if member[state] == PRIMARY1 K; G( L/ ?7 U: N) w/ {
        add to set of possible sync targets; g8 \% X/ c! O
! L- ^* E. q. Z. E" G
    if member[lastOpTimeWritten] > our[lastOpTimeWritten]; x# T+ E; @9 u- b5 v
        add to set of possible sync targets2 m: a$ }8 I# r* m
5 A. f7 u: ?* E, F- l& O6 G  q9 F+ u
sync target = member with the min ping time from the possible sync targets  @6 d. T/ r) A+ \# O2 R; e
( g+ C' x4 m5 h* j- B
    对于节点是否健康,MongoDB各个版本的判断依据有所不同,但都是为了找到能够正常运行的节点。
8 v1 e+ t4 |0 c' a9 T6 H  v9 j; i$ T. r# K( m+ g) S
    我们可以通过运行db.adminCommand({replSetGetStatus:1})命令来查看当前的节点状况,在secondary上运行这个命令的时候,能够看到syncingTo这个字段,这个字段的值就表示secondary节点同步数据的源节点。9 _/ a; z& J1 T1 C
5 N- V0 s1 S3 [2 ^  ?% h
链式同步
) l- d5 T+ |0 ~0 _8 I% I2 B+ `  \$ m# H/ E8 B, s! J* R1 R: `( J
    前边所说的内容,都是假设有一个primary和一个secondary,这种情况下的同步过程比较简单,但是如果有2个secondary或者更多,那么这个过程就要复杂的多。3 e8 I7 z# ~4 m- V
+ W. w6 d, @$ B4 [7 [! }5 j3 I, |
    我们用w:3来说明这个问题。比如S1和S2节点是secondary节点, P节点是primary节点,S1节点从P节点同步数据,S2节点从S1节点同步数据。这样P -> S1 -> S2 之间就形成了一个链。如果我们设定w为3,那么除了primary写入数据,还需要有两个secondaris完成同步,才可以返回成功。那么P节点如何能知道S2节点已经从S1节点同步成功了呢?
( n: b, B) }( k& M& g! A7 A# e$ [  ^! D+ W' r
    MongoDB通过oplog同步协议来解决上述的多个节点同步的问题。/ T8 w" c; Q. B+ X; V

5 Q* s" X- t  y2 l  r7 p! _  e  d    当S2从S1同步数据时,S2会给S1发送一个特殊的握手消息,“Hi,我是S2,我要从你这同步数据了,把我也算到w参数里边吧。”( U( K( v" Y1 M( p0 v/ l3 ^
0 n  q8 r9 |. x5 U
    当S1收到这个消息的时候,会说,“我不是primary节点,我可以把你这个计数转到我的同步源中去。”然后S1打开一个到P的新的连接,然后对P说,“这个连接你就当是S2的吧,把S2也算到w的计数中。”这个时候,S1和P之间有两个连接,一个是S1自己的,一个是为S2建立的。4 ?7 r0 a: `' ^' y0 I% s2 s! P

9 z7 A# f" t+ Q; C1 v( H' o  P    当P执行完写操作之后,S1首先会获取到P的oplog,执行完这个写操作之后,会告诉P,我已经执行完了。然后S2从S1获取到最新的oplog,同样执行这个写操作,执行完之后,告诉S1,我已经执行完了。S1在收到S2执行完毕的消息后,就通过S1代替S2建立的和P的连接,告诉P,我是代替S2建立的连接,现在S2也执行完这个写操作了。这个时候,P就知道已经有P、S1和S2都完成了这个写操作,w:3已经满足了,然后返回成功,完成这次操作。* e" z" p4 `, q

/ X7 w* q# w& h! N5 ~3 j    具体三个节点间的连接如下图:, q( Q! j5 I' @
    S2                  S1               P

. s: \& ]: X; _
                             <====>

4 T0 z% ^$ z+ n, @+ w
         <====>       <---->
* Z: ]( t& a- }: p( I8 U$ S

" c5 N" V& v" F# R& D    S1和P之间有两条通道,双线那条是真正的同步连接,单线那条是一个虚拟连接。1 W8 Z; t$ Q3 L% f
  w) k' V" A/ y* d) e+ O& u

, x# w: Y! ^. [% `5 [Reference,+ d# `8 j$ ^# o7 r* A% A3 j

5 y4 r5 B9 ^1 U( d+ F* E[0] Replica Set Internals Bootcamp Part IV: Syncing( _. z0 F' f7 A
http://www.kchodorow.com/blog/2012/05/07/replica-set-internals-bootcamp-part-iv-syncing/1 L' ^5 H4 P/ R

作者: 四处张望    时间: 2012-9-18 13:33
哇...,没想到这里都能看到这类高水准文章。
. k: \# b8 t; Z可以偷懒不去搜索了。
作者: shengnan007    时间: 2012-9-18 13:34
四处张望 发表于 2012-9-18 13:33
/ i% w5 n. g4 v/ `1 M哇...,没想到这里都能看到这类高水准文章。
9 G; l6 |# R$ B可以偷懒不去搜索了。
  {! O8 j! E$ o* g$ k8 a. j/ V
前期写的一次性发出来了,后续的还要等一等。写的慢啊,哈哈
作者: 四处张望    时间: 2012-9-18 13:46
shengnan007 发表于 2012-9-18 13:34
! R# X8 m% V; o# E+ X# H6 X+ s前期写的一次性发出来了,后续的还要等一等。写的慢啊,哈哈

3 _# u- t! J7 o3 k' I; ^# i- e邓侃在西河的文章,对我启发很大。可惜最近两年没有实践的机会,mongo db也就是浅尝辄止。现在有这般好帖,正好
作者: 假如十八    时间: 2012-9-18 14:44
电脑小白路过学习。。。




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