原理

MongoDB复制集的主要意义在于实现服务高可用它的现实依赖于两个方面的功能：

数据写入时将数据迅速的复制到另一个独立节点上
在接受写入的节点发生故障时自动选举出一个新的替代节点

在实现高可用的同时，复制集实现了其他几个附加功能：

数据分发：将数据从一个区域复制到另一个区域，减少另一个区域的读延迟
读写分离：不同类型的压力分别在不同的节点上执行
异地容灾：在数据中心故障时快速切换到异地

典型的复制集结构：

一个典型的复制集由3个以上具有投票权的节点组成，包括：

一个主节点（PRIMARY）接受写入操作和选举时投票
两个（或多个）从节点（SECONDARY）复制主节点上的新数据和选举时投票大部分分布式都需要奇数节点，因为投票时可以避免相同票数的情况

数据如何复制的

当一个修改操作，无论是插入，更新或删除，到达主节点时，它对数据的操作将被记录下来（经过一些必要的转换），这些记录称为oplog。当接到通过主节点上打开tailable游标不断获取新进入主节点的oplog，并在自己的数据上回放，依次保存跟主节点上的数据一致。

通过选举完成故障恢复

具有投票权的节点之间两两互相发送心跳
当5次心跳未收到时判断为节点失联
如果失联的是主节点，从节点会发起选举，选出新的主节点
如果失联的是从节点则不会产生新的选举
选举基于 RAST一致性算法实现，选举成功的必要条件是大多数投票节点存活
复制集中最多可以有50个节点，但具有投票权的节点最多7个

影响选举的因素

整个集群必须有大多数节点存活
被选举为主节点的节点必须：
- 能够与多数节点建立连接
- 具有较新的oplog
- 具有较高的优先级（优先级可以配置）

复制集节点有以下常见的选配项：

是否具有投票权（v参数）有则参与投票
优先级（priority参数）优先级越高的节点的节点越优先成为主节点。优先级为0的节点无法成为主节点
隐藏(hidden参数) 复制数据，但对应用不可见。隐藏节点可以拥有投票权，但优先级必须为0，即不能成为主节点。备份
延迟（slaveDelay参数）复制n秒之前的数据，保存与主节点的时间差。容错

注意事项

增加节点不会增加系统写性能！因为写的操作都是在主节点完成，增加节点并不能改变主节点的性能，所以不会增加系统的写性能。甚至会降低性能，因为当写请求发送到从节点，从节点需要将请求发送给主节点来完成，完成后再通过oplog发送给所有从节点。但增加节点可以增加系统读性能

搭建

准备配置文件

systemLog:
    destination: file
    path: /data/db1/mongod.log #日志存放位置
    logAppend: true
storage:
    db: /data/db1 #数据存储位置
net:
    bindIp: 0.0.0.0 #开启其他机器访问
    port: 28017 #端口
relication:
    replSetName: rs0 #集群名称
processManagement:
    fork: true #将进程作为后台进程

启动

指定配置文件启动：mongod -f /data/db1/mongod.conf

配置复制集

进入Mongo shell中

rs.initiate({
    _id:"rs0",
    members:[{
        _id:0,
        host:"localhost:28017"
        },{
        _id:1,
        host:"localhost:28018"
        },{
        _id:2,
        host:"localhost:28019"
        }]
})

设置各个实例的ip地址和端口

验证

登录主节点进行写入，登录从节点进行读取，在登录从节点后如果直接进行读取会报错，需要先执行以下命令：

rs.test.find() # 报错
rs.slaveOk()
re.test.find() # 返回结果

mongo-复制集机制

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