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MongoDB 复制集实战
MongoDB 复制集架构
一、复制集核心原理
主从架构与数据冗余
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复制集由主节点（Primary）和多个从节点（Secondary）构成，所有节点存储相同数据集副本。
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主节点：唯一接受写操作的节点，通过操作日志（oplog）记录所有数据变更。
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从节点：异步拉取主节点的 oplog 并重放，实现数据同步，确保最终一致性。
自动故障转移（Failover）
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当主节点不可达（心跳超时），从节点通过 Raft 选举协议发起投票，选出新主节点。
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触发条件：主节点宕机、网络分区、手动维护等。
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选举依据：节点优先级、数据最新性（最新 oplog 时间戳）。
数据同步机制
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主节点所有写操作按顺序记录在 local.oplog.rs 集合，类似事务日志。
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从节点持续拉取并应用 oplog，确保数据一致性。
读写分离与一致性
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写操作：仅主节点处理，支持 Write Concern 配置写确认级别（如多数节点确认）。
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读操作：默认从主节点读取，可通过 Read Preference 配置从从节点读取（可能读到旧数据）。
复制集架构组成
| 角色 | 职责 | 特点 |
|---|---|---|
| Primary | 处理所有写操作，记录 oplog | 唯一可写节点 |
| Secondary | 同步主节点数据，可提供读服务 | 可配置为隐藏节点、延迟节点 |
| Arbiter（仲裁节点） | 仅参与选举投票，不存储数据 | 节省资源，避免偶数节点导致选举僵局 |
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最小部署要求
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至少 3 个节点（推荐 1 主 + 2 从，或 1 主 + 1 从 + 1 仲裁）。
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奇数节点总数，避免选举票数平局。
数据同步流程
graph LR Primary -->|写入数据| Oplog Oplog -->|异步推送| Secondary1 Oplog -->|异步推送| Secondary2 Secondary1 -->|重放oplog| 数据副本 Secondary2 -->|重放oplog| 数据副本
心跳与选举机制
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节点间每 2 秒发送心跳包检测存活状态。
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主节点失联超过 10 秒（默认），触发选举流程。
投票规则：节点优先级高的优先当选。数据最新的节点（oplog 最新）优先。
MongoDB 复制集实现
环境确认
| OS | IP | Role | Port |
|---|---|---|---|
| rocky8 | 192.168.80.44 | primary | 27017 |
| rocky8 | 192.168.80.55 | secondary | 27017 |
| rocky8 | 192.168.80.66 | secondary | 27017 |
首先修改配置文件添加复制集名称：
replication:replSetName: "mogorepl" # 替换为你的复制集名称
每个节点都执行：
config = { _id: 'mogorepl', members: [{_id: 0, host: '192.168.80.44:27017'},{_id: 1, host: '192.168.80.55:27017'} ,{_id: 2, host: '192.168.80.66:27017'}]}
确认集群状态
验证数据是否同步
主节点：
use testdb
db.products.insertOne({name: "Laptop",price: 999.99,stock: 50
})
从节点查看数据：
rs.secondaryOk() use testdb db.products.find().pretty()
MongoDB 复制集基本运维
添加和删除节点
rs.remove("192.168.80.66:27017");
rs.add("192.168.80.66:27017");
修改配置为一主一从一仲裁
config = { _id: 'mogorepl', members: [{_id: 0, host: '192.168.80.44:27017'},{_id: 1, host: '192.168.80.55:27017'} ,{_id: 2, host: '192.168.80.66:27017', "arbiterOnly": true}]}
rs.initiate(config)
特殊从节点配置
# 在主节点执行下面操作配置特殊节点并保存
config = rs.conf()
config.members[3].hidden = true
config.members[3].priority = 0
config.members[3].arbiterOnly = true # 修正拼写：arbitterOnly → arbiterOnly
config.members[3].slaveDelay = 120
config.members[3].votes = 0
rs.reconfig(config)# 取消以上配置
config = rs.conf()
config.members[3].priority = 1
config.members[3].hidden = false # 修正布尔值：False → false
config.members[3].slaveDelay = 0
config.members[3].votes = 1
rs.reconfig(config)# 配置成功后，通过以下命令查询配置后的属性
rs.conf()# 定义变量说明
# - hidden：表示某个成员是否隐藏（从0开始表示第i个成员，顺序与 rs.conf() 显示一致，非 _id 值）
# - priority=0：表示不参与主节点选举，但默认仍可投票（需配合 votes=0 完全禁用投票）
# - arbiterOnly：将节点配置为仲裁节点（不存储数据，仅参与投票）
# - slaveDelay：以秒为单位的延迟复制时间（生产环境建议设置为 10800-21600 秒，即 3-6 小时）
# - votes=0：表示该节点不参与投票
# 加载配置需通过 rs.reconfig(config) 生效