NoSQL-MongoDB介紹

大綱
• NoSQL介紹
• CAP理論介紹
• MongoDb介紹
• MongoDb開發
• MongoDb管理
• MongoDb的工具

NoSQL介紹
• NoSQL是Not Only SQL。
• NoSQL的目標在於解決過去關聯式資料庫(RDBMS)在某些系統應用
環境下的不足。
• RDBMS提供強大的交易功能,但是對於過大的資料量以及每秒過多的
讀寫需求(Record per Second, rps)會浪費太多系統資源在於交易控制與
資源分配。
• 目前商業的RDBMS所提供的功能很完整但是並非每個功能模組都會
需要用到,但都需要一齊買單。

SQL過去的問題
• Schema調整不易
• Join很傷效能
• 過度要求的交易一致性,在某些應用場景不合適

NoSQL的歷史
• 最早出現在1998年,不提供SQL的關聯式資料庫。
• 2009年,發起分散式資料庫的議題,此時的NoSQL已不強調關聯,開始放
棄ACID。

NoSQL特性
• 執行在一堆便宜的伺服器上。
• 降低效能瓶頸。
• 適量的功能模組。
• 開放原始碼。

NoSQL的種類
儲存類型 NoSQL產品特性
Document MongoDb Document儲存一般會使用類似於Json格式儲存, 如此
就可以針對某些欄位建立索引,實現RDBMS某些功能。
欄(Column) Hbase, Cassandra, Hypertable 依欄位儲存,最大的特點是方便將儲存的內容結構化,
當查詢某幾欄時有最好的I/O。
鍵值組 Redis, Tokyo Cabinet/Tokyo Tyrant, Flare 透過鍵快速檢索到值,值沒有特定格式。
物件 db4o, Versant 以物件導向語法操作資料庫。
圖形 Neo4J, FlockDB 圖形關聯的最佳化儲存。
XML Berkeley DB XML, BaseX 支援XML的內部查詢語法。(Xquery)

CAP理論介紹
• CAP理論是NoSQL系統架構設計的核心觀念。
• CAP理論與過去系統設計有著極大的不同,故,需要調整設計的想法。
• CAP理論適用在某些特定場合(i.e. 分散式),並非是所有情境。

關聯式資料庫主要的功能
• 交易
• 處理關聯
• 強大的工具組(Toolkit)
• 年代悠久,人才資源豐沛

ACID的問題
• ACID是四個字的縮寫:
• Atomic(原子性/不可分割性)
• Consistency(一致性)
• Isolation(隔離性)
• Durability(持久化)
• 時下用於達成ACID設計的手法有兩種:
• 日誌
• MultiVersion
• 要真正達到分散式系統的ACID是相當困難的。

交易隔離等級
交易隔離等級描述
Read Uncommitted 幾乎沒做資料保護,容易出現髒資料讀取;其效能最高
Read Committed 只允許讀取已認可的資料,重覆讀取時有可能讀到髒資料
Read Committed Snapshot Read Committed具有Snapshot的能力
Snapshot 多版本策略,讓讀取與寫入同一筆資料可以同步進行
Repeatable 連查詢的資料也會鎖定,但允許另一個交易新增/刪除,故,有幽靈資料
Serializable 所有操作皆會鎖定,資源消耗最大,

交易的優缺點
• 優點:
• 資料的強制且快速的一致化
• 缺點:
• 消耗大量資源
• 帶來死結
• (思辨)
是否真的有必要做到即時且強制的一致化?

CAP的基本思維
• CAP是三個字的縮寫:
• Consistency(一致性)
• Availability(可用性)
• Partition Tolerance(分區容錯)
• 在分散式的環境中,僅能在上述三種特性中完成其中兩者。

一致性(Consistency)
• CAP中所提到的一致性指的是強一致性。
• 系統在執行過某項操作後仍處於一致的狀態。
• 在分散式系統中,若更新了一筆資料成功後,所有讀取這筆更新過後資
料的操作都會到讀取到相同的資料。

可用性(Availability)
• 只要Node的健康狀態是優良的,它必定要能夠回應使用者的請求
(Request)。

分區容錯(Partition Tolerance)
• 在分散式系統中某個節點毀損仍可提供服務。
正常狀態異常狀態

CAP的認知
• (一致性, 可用性) -> 可擴展性低
• (一致性, 分區容忍) -> 性能低
• (可用性, 分區容忍) -> 一致性低

其實,CAP並沒有聲明
• 放棄一致性
• 不一致應該要是一個例外,不是常態
• 放棄交易(ACID)
• 其實只需要調整C和I的預期
• 不使用SQL
• 已有不少NoSQL也使用類SQL語法

BASE
• BASE其實是三個字的縮寫:
• Basically Available(基本可用): 盡可能滿足CAP中的A和P。
• Soft-State(軟式狀態): 資料狀態可以有一段時間不一致。
• Eventual Consistency(最終一致性): 不強調高一致性。
• BASE與ACID不同之處在於它並不強調強一致性,藉由最終一致性允
許資料在一段時間內不一致來提供可用性。

不一致窗(Non-Consistency Window)
• 最終一致性會產生一個資料不一致的時間區間,而這個區間就是不一
致窗。
• 每個系統依其特性甚至是功能都有其不一致窗的最低容忍程度,可以
說系統在設計某個功能時要詳細琢磨其不一致窗的容忍程度;若不一
致窗的寬度是0,則此功能勢必會需要關聯式資料庫最高交易隔離等級,
但同時意味著此功能效能始終先天就存在瓶頸。

MongoDb的介紹
• 2007年10gen公司想開發一個PaaS平台,但開發人員只對他們的資料庫
有興趣,後來抽出來成為MongoDb。
• 以C++開發,採GNU_AGPL方式授權。
• 2009年11月推出1.0版,之後每三個月改版一次,目前穩定版本為:2.4.8
• 是Document-Oriented的資料庫。
• 適合Web環境。

MongoDb的資料結構
• MongoDb的資料結構如下
• DataBase
• Collection => 類似RDBMS中的Table
• Document => 類似RDBMS中的Record
• Field => 類似RDBMS中的Column
• 一個DataBase可以擁有好幾個Collection;一個Collection可以有好幾筆
Document。
Document
資料庫
集合集合
Document

MongoDb的特性
• Document是使用BSON資料格式儲存。
• 語法思維與JavaScript相似。
• 以參考(DbRef)與內嵌式Document來達成RDBMS中的資料表關聯。
• 讀取效能高於寫入效能。
• Schema-Free
• 採用BASE理論
• 資料操作是採用無回應式。

MongoDb的前題假設
• 假設有足夠大的硬碟空間
• 記憶體足夠放入所有的熱資料
• 系統是64位元
• 系統採用Little-Endian
• 多台提供給MongoDb使用的伺服器
• 允許安全與效能的抉擇

MongoDb適用場景
• 網站登入/出
• 快取
• 大型檔案的儲存
• 需擴充
• 事件紀錄

MongoDb不適用場景
• 高交易需求的系統;銀行/會計系統。
• BI應用;針對特定問題的BI資料庫會進行特殊優化的查詢方式,對於此
類型應用,採用Data Warehouse較適合。

MongoDb的安裝
• 連外文章

MongoDb連線
• MongoDb提供以命令提示字元連線,其連線字串規則如下:
• Mongo [options] [db address] [js檔案完整路徑]
• db address範例:
• MyDb
• 127.0.0.1/MyDb
• 127.0.0.1:27017/MyDb

MongoDb連線字串可選參數
參數描述範例
--shell 執行完指定的.js檔之後跑shell mongo –-shell myDb
--nodb 剛啟動時不會先連到資料庫 mongo –-nodb
--norc 剛啟動時不會先執行js檔 mongo –-norc
--port [port號] 指定連線的埠號 mongo –-port 27017
--host [主機名] 指定連線到某台主機 mongo –-host MyPC
-u 連線時的帳戶 mongo –u root
-p 連線時的密碼 mongo –u root –p P@$$w0rd

MongoDb中重要的集合
集合作用
system.namespaces 儲存命名空間資訊
system.indexes 儲存索引資訊
system.profile 儲存優化器資訊
system.users 儲存帳戶資訊
local.sources 儲存Replica Set的組態和狀態資訊

MongoDb的資料型別(1)
資料型別描述範例
Null 代表空值或不存在 {"x":null}
Boolean True/false {"x":true}
String 任意UTF-8的字串 {"x":"foobar"}
Symbol MongoDb Shell不支援的符號會自動轉成字串
Object Id {"x":ObjectId()}
Number 長度為4/8 byte的整數與8byte的浮點數 {"x":1}
Long Number 超過8byte的整數或浮點數會以top和bottom描述
高低位4byte的值
{"x":9223372036854776000}

MongoDb的資料型別(2)
資料型別描述範例
date 儲存從1970/1/1開始到現在的毫秒數 {"x": new Date()}
Regular expression 採用JavaScript的正則式語法 {"x": /foobar/i}
Code JavaScript 函數 {"x": function() { ... }}
Array 陣列 {"x": ["a","b","c"]}
Embedded document 嵌套的document {"x": {"foo","bar"}}

MongoDb的Document
• MongoDb可以隨意添加或減少每一筆Document。
• 每筆Document大小都不得超過4MB。
• MongoDb的Document預設會額外添加一個欄位:_id。_id預設資料型別
為:ObjectId,但亦可指定為其它型別。
• ObjectId的大小為12bytes,並且使用24個16進位的字串來表示;每兩個數字代
表一個Byte。
• ObjectId範例:
• 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|10|11
時間戳記機器 PID 增加量

MongoDb開發
• Mongo官方提供與MongoDb介接的程式語言驅動程式,支援語言如下:
• C/C++
• C#
• Erlang
• Java
• JavaScript
• Node.js
• Perl
• PHP
• Python
• Ruby
• Scala

MongoDb Shell
• MongoDb可以使用命令提示字元操作資料庫。
資料庫名稱
MongoDb版本

一般操作指令
指令描述
show dbs 列出連線的這個MongoDb實體內
含的所有資料庫
show
collections
列出連線的這個資料庫內含的所有
集合
Use
MyDb
切換到另一個資料庫
db.Collectio
n.drop()
刪除指定集合

查詢(與SQL的對應)
集合(資料表)
查詢條件
投影
游標修飾子
投影
資料表
查詢條件
游標修飾子

MongoDb查詢的運算子
運算子對等運算運算子對等運算
$gt > $lt <
$gte >= $lte <=
$all 符合所有列舉值 $exists 判斷指令欄位是否存在
$mod 運算的欄位符合指定的模數與餘數 $ne !=
$nin not in(…) $size 指定的欄位為陣列且大小符合指定值
$in in(…)

查詢游標
• MongoDb使用find()方法進行查詢,其回傳值為查詢資料結果的游標,可以使
用游標提供的API進行遍覽:
• 以下條件發生時,游標會自動回收:
• 超過10min沒有任何動作
• 用戶端資源耗盡
• MongoDb預設會做空間預分配的動作,但有的時候修改過的資料遠大於原本
的資料,這會讓資料無法替換掉原始資料而被放置到尾端,這個時候就會發生
游標資料重覆出現的狀況。

查詢實務應用
應用範例
OR條件 db.users.find({"$or": [{"ticket_no" : 725}, {"winner": true}]})
值區間 db.users.find({"age": {"$lt": 30, "$gt": 20}});
反閘 db.users.find({"id_num": {"$not": {"$mod" : [5,1]}})
正則式 db.users.find("name": /john/i})
陣列元素完整符合 db.food.find({"fruit": ["apple", "banana"]})
陣列元素內含指定值 db.food.find({"fruit": {"$all": ["apple", "banana"]}})
陣列元素指定筆數 db.food.findOne({"name": /^a/i},{"fruit": {"$slice":[1,5]}})
查詢內嵌Document db.people.find({"name.first": "joe", "name.last": "Schmoe"})

游標修飾子
指令描述範例
count 查詢紀錄條數 db.users.find().count()
skip 指定結果集的啟始位址 db.users.find().skip(3)
limit 限制結果集的筆數 db.users.find().limit(10)
Sort 排序 db.users.find().sort({age:1,name:-1})

群組運算
指令描述範例
distinct 取得指定欄位的不重覆值 db.users.distinct("name")
group 與SQL的group功能一致 db.coll.group({
key: {a: true, b: true},
cond: {active: 1},
reduce: function(obj,prev) { prev.csum +=obj.c;},
initial: {csum: 0}
});
(等同)Select a,b,sum(c) From coll Where active=1 group by a,b

MapReduce
• Mapreduce: 要操作的集合名稱
• Map: 映射函數
• Reduce: 統計函數
• Out: 統計後的結果集
Map函數
Reduce函數
MapReduct
最終結果

新增
集合(資料表)
欄位: 值
欄位: 值
欄位: 值
資料表
欄位
值

新增的本質
• 當執行插入,驅動程式在將資料傳至資料庫之前,會先將資料轉換成為
BSON;資料庫會試著解讀BSON,確認_id欄位是否存在,並且檢查
Document大小不超過4MB。

刪除
集合(資料表)
查詢條件
查詢條件
資料表

刪除的幾種方式
• 除了依條件刪除指定的Document之外,還可以有以下方式:
• db.users.remove() – 刪除users集合中所有Document。
• db.users.drop() – 刪除users集合所有Document和索引。

更新
• 有幾種處理方式:
• 替換Document
• 使用修飾子
• 多筆更新/upsert

MongoDb為Update提供的修飾子
修飾子描述範例
$set 針對欄位進行修改 db.users.update({name:'john'},{$set:{name:'john2'}})
$unset 移除某個欄位 db.users.update({name:'john'},{$unset:{age:1}})
$inc 增加/減少某數字型欄位的值 db.users.update({name:'john'},{$inc:{age:10}})
$push 增加某值到陣列型欄位中 db.user.update({name:'john'},{$push,{comment:'Hi'}})
$addToSet 增加某值到陣列且不重覆 db.user.update({name:'john'},{$addToSet:{emails:'john
@mail.com'}})
$ 位址運算子 db.user.update({name:'john'},{$set:{emails.$.subject:'hi'}
})
$pop 刪除陣列中第一/最後值 db.user.update({name:'john'},{$pop:{emails:1}})
$pull 刪除陣列某個指定值 db.user.update({name:'john'},{$pull:{emails:'tom@mail.c
om'}})
$pullAll 刪除陣列多個指定值 db.user.update({name:'john'},{$pullAll:{emails:['tom@m
ail.com','tom@mail.com']}})

多筆更新
• MongoDb預設只會針對符合條件的第一筆Document進行修改。
• MongoDb在update的API為:
• update(條件,新值,upsert,multi);
• Upsert會依條件判斷是否有
該筆Document存在,若有則修
改其值;若無則新增一筆。
• db.users.update({name:'john'},
{$set:{name:'john'}},true,false)
• 若設定了multi,則update會更新多筆。
• db.users.update({name:'john'},
{$set:{name:'john'}},false,true)

MongoDb開發-C#
• 可以到MongoDb的官網下載C#的Driver或是直接從Nuget管理套件下
載Mongo C# Driver。

GridFS
• MongoDb在處理大型二進位資料的儲存方面採用GridFS機制。
• GridFS將大型二進位資料切割成一塊塊的Chunk(區塊)以及檔案的
MetaData,分別存入集合:fs.chunks和fs.files。
(取出)
(儲存)

GridFS的檔案MetaData
屬性名稱描述
filename 儲存的檔案名稱
chunkSize Chunk大小
uploadDate 上傳檔案進資料庫的時間
md5 檔案的md5,用於檢驗檔案完整性
length 檔案大小(註:單位為Bytes)

MongoDb的管理
• 管理的操作主要有下列幾個項目:
• 連線控制
• 帳戶管理
• 資料匯入/出
• 資料複製
• 資料庫壓縮
• HA
• 效能監控

連線控制
• MongoDb在啟動實體的時候預設是開放連線的,但若希望限定只有特
定IP才能連線,需要在實體啟動的指令(註:mongod)再加上欲綁定的IP。
• MongoDb預設傾聽的埠號:27017,但由於是預設可能有被攻擊的風險,
故,仍需要置換埠號。

帳戶連線管理
• MongoDb對於帳戶的管理不像RDBMS那般複雜,最多只能控制帳戶是
否唯讀。
• 設定實體要驗證登入的用戶帳號:
• 若僅是設定實體要驗證但是卻沒有加入任何帳號到該實體,則
MongoDb這個實體仍然不會去驗證帳戶。

Admin資料庫
• MongoDb實體在啟動後預設會有一個用來管理帳戶的資料庫:
• admin.system.users
• 當admin.system.users的內容為空時,縱使在啟動MongoDb實體時有加上
啟用登入驗證的參數(註:auth)仍是無用。

建立超級帳戶的步驟
• 登入MongoDb的實體,切換到admin資料庫
• 輸入: db.addUser({user:'root',pwd:'123',
roles:['userAdminAnyDatabase']})
• 切回test資料庫再次輸入db.addUser('root','123')
• 重啟MongoDb實體,並加上驗證參數:
--auth

使用超級帳戶建立其它帳戶
• 使用超級帳戶登入實體。
• 先切換到admin資料庫,並輸入:db.auth('root','123')
• 切換到欲添加其它帳戶的資料庫: use test
• 添加帳戶: db.addUser('john','123')

版本2.4之後的變異
• MongoDb在版本2.4之後對於帳戶權限控制有了更多樣化的設定
• 在2.4之前沒有角色的概念,僅能對帳戶設定唯讀與否
• 新增角色如下:
角色描述角色描述
read 在指定的資料庫中可讀取任
何集合的資料
readWrite 在指定的資料庫中可讀寫
任何集合的資料
dbAdmin 在指定的資料庫中可執行資
料庫維護指令
userAdmin 在指定的資料庫中為超級
帳戶

一次性套用權限到所有資料庫
角色描述角色描述
readAnyDatabase 可讀取所有資料庫的
資料
readWriteAnyDatabase 可讀寫所有資料庫的
資料
userAdminAnyDatabase dbAdminAnyDatabase 可執行所有資料庫的
維護指令

陷阱
• MongoDb為了要能夠相容前面版本,所以把新的帳戶API關閉,要使用
新的API必須要在啟動MongoDb實體的時候設定參數:
supportCompatibilityFormPrivilegeDocuments=0
• 新API:
• db.addUser({user:'root',pwd:'123',roles:['readWrite','userAdmin'],otherDBRol
es:{test:['userAdmin']}}

資料匯出
• MongoDb的資料匯出指令為:mongoexport
• 可以匯出的資料格式為:Json/CSV

資料匯出參數
參數描述參數描述
-h <hostname><:port> 指定匯入的主機名稱 --port MongoDb實體的埠號
-u <username> 登入帳戶 -p <password> 登入密碼
--db <dbName> 指定匯入的資料庫 -c <collection> 指定匯入的集合
--f <field1, field2,..> 指定匯入的欄位 --fieldFile <fileName> 指定額外的欄位檔名
--q <json> 資料匯出篩選條件 --csv 指定匯出格式為csv
-k 讀取replica set中的副節點
資料
-o 匯出的檔案完整路徑
--jsonArray 匯入的資料格式為json陣
列
--forceTableScan 略過_id欄位,僅掃描資料欄
位

• 欲匯出的資料:
• 資料庫:test
• 集合: Student
• 匯出年齡大於18歲且檔案格式為CSV,資料欄位僅:name,age:
• 匯出結果:

資料匯入參數
--ignoreBlanks 值為空則忽略該欄位 --type <json/csv/tsv> 宣告匯入的資料格式
--file <filename> 匯入的檔案名稱 --drop 匯入前清空集合資料
--headerline 首欄作為欄位名稱 --upsert 僅匯入集合沒有的資料
--upsertFields <field1,..> upsert比較的欄位
(預設僅比較_id欄位)
--stopOnError 當有錯誤發生時停止繼
續匯入
--jsonArray 匯入的資料格式為json陣列

• 清空集合Student中的資料
• 匯入CSV資料:
• 匯入資料:
• 匯入結果:

資料備份
• 備份指令為:mongodump
• 內部動作原理其實是先進行查詢,再將資料寫入備份檔案中。
• 備份過程中會一定程度的降低系統效能。
• 備份的資料並不一定是完整的,因為mongodump只是下一道普通的查
詢命令。

資料備份參數
--q <json> 資料匯出篩選條件 -o 匯出的檔案完整路徑
--repair 讀取replica set中的副
節點資料
--forceTableScan 略過_id欄位,僅掃描資
料欄位

備份資料庫的Best Practice
• 備份資料庫會造成一定程度的效能損耗,除此之外,備份的資料無法完整符合
當下的資料。
• 若系統有組態ReplicaSet,則可以在Slave節點上進行資料庫鎖定後再執行備份
指令:
db.runCommand({fsync:1, lock:true}) – 鎖定
• 解鎖較為複雜:
use admin
db.$cmd.sys.unlock.findOne()
db.currentOp() [若回傳{“inprog”:[]}代表解鎖成功了]

資料還原參數
-objcheck 驗證匯入的每筆資料 --noobjcheck 不驗證匯入的資料
--filter ‘<json>’ 篩選匯入的資料 --drop 匯入前先清除資料庫資料
--keepIndexVersion 避免匯入時索引異動 --noOptionsRestore 避免匯入時組態的異動
--noIndexRestore 保留原資料庫索引

資料複製
• MongoDb提供遠端複製集合/資料庫的指令。
• 複製資料庫的指令也可用在原機複製,但集合就不支援原機複製。

複製集合
• 語法:
db.runCommand({cloneCollection: 'TT.Student',from:'127.0.0.1:27017'})
• 除了複製集合之外,也會複製索引。

資料庫壓縮
• MongoDb預設會預分配空間給資料,但是資料在經過一段時間的異動
操作後會產生大小不一的空間破碎,而這些空間破碎除了造成硬碟空
間利用率下降之外,也造成資料查詢速度的緩慢。
• MongoDb提供兩個查詢集合大小的指令:
• db.Student.storageSize() –MongoDb分配給這個集合的空間(包含預分配的空間)
• db.Student.totalSize() –實際資料的大小加上此集合所用到的索引大小
• 壓縮資料庫:(註: 會大量消耗硬碟空間以及阻塞用戶)
• db.repairDatabase()

ReplicaSet
• 帶來的優勢:
• Slave可以執行查詢,降低Master的查詢壓力
• 可在Slave上備份,避免備份因素而需要鎖定Master的資料庫
• 當Master故障時,可以快速切換到Slave,減少DownTime
• Master會將讀取的請求交遞給Slave。

OpLog
• 建立ReplicaSet後每個MongoDb實體都會啟動OpLog。
• OpLog是一個MongoDb的Collection。
• OpLog會紀錄資料異動歷程,當紀錄的資料超過所限制的大小會清掉
最舊的資料再開始紀錄。
• Slave會定期查詢Master的OpLog,若有差異出現則進行資料同步。

啟動三個實體
• 分別啟動三個實體,其埠號分別
是:
• 實體1: 30000
• 實體2: 30001
• 實體3: 30002
• ReplicaSet的重要參數: replSet;所
有實體都使用同一個replSet名
稱:MyRS。

啟動ReplicaSet
• 連入實體1,並輸入:
rs.initiate()
• 直到看到實體1的實體寄宿的
Console顯示它已成為Primary為
止。(通常會等待5分鐘)

加入Secondary
• 加入Secondary的指令為:
• rs.add(‘[主機名稱]:Port’)
Console顯示它已成為Secondary
為止。

加入Arbiter
• 加入Secondary的指令為:
• rs.addArb(‘[主機名稱]:Port’)
Console顯示它已成為Secondary
為止。

rs.Add
屬性描述
_id 從0開始的序號
host 資料格式為[主機名稱]<:Port>
arbiterOnly True/False,標明此成員是否為仲裁者
buildIndex True/False,標明此成員是否要建立索引
hidden True/False,標明此成員不接受讀取請求
Priority 1~100,指定當Primary故障後,此成員替補的優先權
tag 資料格式為Document,描述此成員的相關資訊;常用於getLastError
SlaveDelay 0~N,設定此成員的資料落後Primary幾秒
Votes 0~1,控制當投票時,該成員的選票權重

確認ReplicaSet中每個節點的狀態

ReplicaSet的節點角色
角色描述
Primary 主節點,一個ReplicaSet中僅能有一個主節點
Secondary 副節點,持有主節點的資料複本,Client可視且可讀取其資料。
Secondary(Priority0) 與Secondary相同,唯一不同之處在於它無法轉任成主節點。
Hidden 持有主節點資料複本,Client看不到,不可轉任成主節點。
Arbiter 不持有任何資料,僅在投票時使用。
Delayed 所持有的資料與主節點有時間點上的落差,不可轉任為主節點。

ReplicaSet發起投票的狀況
• ReplicaSet之間彼此每2秒會Ping對方,如果Primary超過10秒沒有回應,則
代表Primary已經Fail。
• 新的ReplicaSet剛成立。
• Primary被管理人員手動Step Down。

ReplicaSet的節點狀態
狀態是否允許投票描述
StartUp 解譯ReplicaSet的組態資料
Primary 主節點;唯一可接受寫入請求的節點
Secondary 副節點,可接受讀取請求,在主節點發生錯誤時可以替代
Recovering 節點正處於自我確認或從完成狀態移轉成RollBack狀態
Fatal 此節點遭遇無法修復的錯誤
Startup2 即將成為副節點
Unknown 此節點曾存在Set中,但發生不明錯誤
Arbiter 不會複寫主節點資料,僅參與投票
Down 此節點曾存在Set中,但目前正下線中
RollBack 節點正處於RollBack狀態
Shunned 此節點曾在ReplicaSet,但現在不在了

複寫相關API(1)
函數描述範例
initiate 初始化整個ReplicaSet rs.initiate()
conf 組態整個ReplicaSet的成員設定
reconf 異動過ReplicaSet後,重新套用組態 var cfg = rs.conf();
cfg.members[0].priority = 2;
rs.reconfig(cfg);
add 添加一個新成員到ReplicaSet rs.add({_id:0, host: MyCom:27001})
addArb 添加一個仲裁者進ReplicaSet中 rs.addArb(“MyComp:27001”)
status 查看整個ReplicaSet的當前組態 rs.status()
remove 將某個成員從ReplicaSet中移除 rs.remove(“MyComp:27001”)

複寫相關API(2)
函數描述範例
stepDown Primary節點自動降級為Secondary rs.stepDown()
freeze 成員在指定的時間內,若Primary故障則該成員無
法成為Primary
rs.freeze(300)
slaveOk 該成員為Secondary且允許被讀取其資料 rs.slaveOk()
syncFrom Secondary成員指定資料複寫的來源對象 rs.syncFrom(“MyComp:27001”)
isMaster 詢問當前連線的實體是否為Primary db.isMaster()

寫考量(Write Concern)
• 當Mongo的佈署架構使用了ReplicaSet之後,就會開始出現”最終一致性”
方面的議題。
項目描述
ErrorIgnore Client無法得知MongoDb實體回應的錯
誤,但效能是最高的
Unacknowledged Client僅能得知網路方面的錯誤
Acknowledged Client會等待並偵測錯誤
Jounaled MongoDb實體只會在Commit後回應
Replica Acknowledged 在資料確任寫入Secondary後才回應

讀喜好(Read Preference)
• 具備ReplicaSet的MongoDb,其讀取的負擔可以分散給Secondary節點,也
因此有各種不同讀取上的機制。
項目描述
Primary 預設;所有人都只讀取Primary的資料
Primary Preffered 主要都讀取Primary,若Primary無法及時服務,則讀取
Secondary
Secondary 全都讀取Secondary
Secondary Preffered 主要讀Secondary,若無法及時服務,則讀取Primary
Nereast 不論是Primary/Secondary,讀取最接近的

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