练习 MongoDB 操作 —— 分片篇（五）

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学习 MongoDB 的分片功能

分片（sharding）是指将数据拆分，将其分散存在不同的机器上的过程。在关系型数据库中，当一个表太大（超过几亿行数据）时，我们也有分表的做法，和这里的分片是类似的概念。

术语

  • “片”：一个独立的MongoDB服务（即mongod服务进程，在开发测试环境中）或一个副本集（在生产环境中）。
  • “片键”：在路由服务器上设置分片时，需要从开启分片的集合中选取一个键，用该键作为数据存放在哪个片的依据。这个键就称为“片键”。对于选择哪个键作为片键？有个原则就是，片键应该有较多变化的值。
  • “配置服务器”：一个mongod服务进程，但这个数据库服务仅仅是为mongos路由服务提供配置信息存储的位置！启动mongos服务时，需要提供一个mongod服务器，以便路由服务访问或存储相关的配置信息。配置信息主要包括：分片与数据的对应关系！（配置服务器必须开启1个或则3个，开启2个则会报错（
  • “mongos”服务：MongoDB自带的路由服务进程，它路由所有的客户端请求，并将各个片的结果进行汇聚返回。这个服务进程本身不会存储任何数据或配置信息（有时会缓存配置服务器的相关配置信息）。

示例

环境搭建

启动两台mongodb服务器（27017和27018），一台配置服务器（27019）和一个路由服务（27020）；

注意： Mongodb3.4版本开始要求配置服务器要是复制集

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// 启动分片服务器，注意要加 --shardsvr
./bin/mongod --dbpath shard1/data --logpath shard1/log/0924.log --fork --port 27017 --shardsvr
./bin/mongod --dbpath shard2/data --logpath shard2/log/0924.log --fork --port 27018 --shardsvr

// 配置服务器， 注意要加 --configsvr
./bin/mongod --dbpath shard_router_server/data --logpath shard_router_server/log/0924.log --fork --port 27019 --configsvr --replSet config

// 启动路由服务
./bin/mongos --port 27020 --configdb config/localhost:27019 --logpath shard_router/log/0924.log --fork

进入路由服务，注册参与分片的节点

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mongos> use admin
mongos> db.runCommand({"addshard" : "192.168.1.168:27017"});
mongos> db.runCommand({"addshard" : "192.168.1.168:27018"});

查看分片信息

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mongos> sh.status()

查看分片成员

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mongos> db.runCommand({listshards: 1})
// 或切换到 config 数据库，查看 shards 集合
mongos> use config
mongos> db.shards.find()

删除分片

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mongos> db.runCommand({"removeshard":"192.168.1.168:27017"})

此时后台会自动开启分片数据库的数据迁移；然后需要手动迁移未开启分片数据库的数据；

手动迁移命令，可以参考

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mongos> db.runCommand({ movePrimary: "school", to: "192.168.1.168:27018" })

开启分片

如果对应的数据库没有开启分片功能，则通过路由服务新增数据，是会报错的；

笔者开启school数据库的分片功能；

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mongos> db.runCommand({"enablesharding" : "school"});
// 或
mongos> sh.enableSharding("school")

那么，如果 school 数据库下的集合没有开启分片功能，那么所有对school数据库下集合的操作都会在school数据库所在的分片上执行；

查看已经在片系统上的数据库列表：

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mongos> db.databases.find()

集合开启分片
school数据库下的demo集合开启分片功能；

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mongos> sh.shardCollection("school.demo", {"name":1})

开启分片的集合，是以 chunks（块） 为单位；块（chunk）是由多个doc组成的一个分组，在某个索引字段（片键）上是连续的，每个chunk的片键是有一定范围的。块的默认大小是 64 MB。有些chunk会非常大，包含的doc数量非常多，但是，在MongoDB看来，仍然是一个chunk，和没有任何doc的空chunk没有区别。均衡分发保证每个shard的chunk数量是大致相同的。因此，片键的选择直接影响分片的好坏。

测试分片效果

因为chunk默认大小是 64 MB（取值范围是 1 MB 到 1024 MB）， 不方便查看效果（chunk数目差异较大时的拆分与平衡）；

修改chunk块的大小：

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mongos> use config
mongos> db.settings.save( { _id:"chunksize", value: 1 } )

此时批量向school数据库下的 demo插入 60W 条数据

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mongos> use school
mongos> for(i=0;i<600000;i++){ db.demo.insert({"uid":i,"name":"zhanjindong"+i,"age":13,"data":new Date()}); }

通过命令sh.status()，可以实时查看各片上的chunk数目多少；

附录

参考阅读