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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。" y; V) T! _4 u' T2 C& l1 |
7 @4 i0 F, k1 G0 X, m y- F, P同步% a- ~# G! R; _' Z0 b* V7 F
- s" P' B3 v& {. a7 E9 N. ~ 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:! R) y# w# t, x7 O0 g" j# O
执行op日志" E# H; T/ ^& U9 f; G2 O* @
将op日志写入到自己的oplog中(也就是local.oplog.rs), l* U' H9 Y3 N1 Z
请求下一个op日志0 g S2 k8 [, b3 a
, j" y/ `2 J3 z) g; O3 `! C& F 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。/ B" v# T! H/ R$ f X! M
6 C) T( o+ ]$ u, Y
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。
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w参数
9 }: q: h) i$ \% x3 S1 Y8 U8 Z( c: s5 T. v9 o$ R
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:
+ H5 | A$ I5 ^+ p% D6 ?db.foo.runCommand({getLastError:1, w:2})! ~, s/ w8 @) v' u: a* o
8 }+ l7 w# Z h2 t+ _ 在更改了这个配置之后,执行写操作的流程如下:3 A( v7 r! o; N0 L! g
( u3 g4 R5 @- z3 g) ?6 r" P3 Z& ^. n 在primary上完成写操作;
( o2 s( t( h, a9 ^ 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;
, `4 M o, O1 ?* ~$ a3 P. Q 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;
3 O# y; P x' j6 R3 j0 G+ | secondary从primary获得oplog,获得上一次操作的记录;: ^2 D; \( z0 P. r$ {
secondary执行oplog中刚才那一条时间t的操作;
7 i) U, z: Z! v; J+ `" r7 m: w secondary从primary的oplog中获取时间t之后的log,条件为{ts:{$gt:t}};
; O t6 |5 m+ T- N2 E. A; g primary知道了secondary已经成功执行了时间t之前的oplog,因为secondary已经在请求时间t之后的oplog了;
, E" e7 @; I5 ~8 ~ getLastError知道primary与secondary都完成了这次写操作,于是 w:2 的条件满足了,向客户端返回成功。; B+ W' m3 @5 @3 G; @! n8 E# g
( Y7 E* b8 Y, Y
启动, F' }8 K1 k0 m
/ e1 w ] E3 W; e0 V: q 当在现有的某个replica set中加入一个新节点并启动时,这个新节点会查看自己的local.oplog.rs collection,执行一个叫 lastOpTimeWritten 的命令,查找到它最近的一条被secondary同步过的写操作。! q0 o. ]& f% H; @: O2 O) ]$ p' R
- P, X" |- G6 V- ~0 s
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。
1 }) w' \: K' \: C- b% `5 V: ^, G( N: O( N
选择同步源节点
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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:
0 U2 o L. t/ j/ c7 n2 g) T4 K
for each member that is healthy:
4 A1 q& }/ s8 s7 c if member[state] == PRIMARY3 K; _7 d0 C8 D5 B
add to set of possible sync targets
8 S: V) }- B: u" {1 |# {
8 d6 k \4 ~. Z( ? H if member[lastOpTimeWritten] > our[lastOpTimeWritten]% L5 [! ^, U8 c' n2 }9 v
add to set of possible sync targets
( t: e2 I0 Z% X5 l. W! u' ~* E. e/ V$ f
sync target = member with the min ping time from the possible sync targets
2 \( T, Z% f; h# Q" s6 C6 X, q" S8 f% b& c. F2 }$ |9 ]- c
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。
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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。& p! z& s1 g1 d4 S2 E/ h
& D) m8 e8 p3 j# o4 D% W* a- W链式同步0 a& e$ o0 u+ d; \6 {7 U
6 [8 ~5 d, p6 B7 y2 H4 `4 ^$ h 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。# [& a; P9 Z) x4 J, H! L
4 J; X7 W9 @5 u: t4 H; G) C* n# T. |
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?
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MongoDB通过oplog同步协议来解决上述的多个节点同步的问题。. m2 t. U# s B% {5 w
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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。”% C% Q) g2 A$ Q! q% ^: J1 a
* a3 D$ r6 t. W A 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。3 W! c6 z" F+ o! D
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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。 F, E- [" Y: `1 w1 f) N
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具体三个节点间的连接如下图:+ V1 |& S( E: _6 Z9 W
S2 S1 P 2 ~9 F. e$ d' R. | ~8 s
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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。5 N" A) V& v+ M. R# b: X9 A
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2 d4 w4 _. _' q, ^Reference,
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4 u+ J; ^1 f! y- b5 r[0] Replica Set Internals Bootcamp Part IV: Syncing1 d4 D3 L! i: o+ u
http://www.kchodorow.com/blog/2012/05/07/replica-set-internals-bootcamp-part-iv-syncing/* }9 V5 }9 y r9 Z& s+ z
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