Mongodb源码分析--Mongos

    MongoDB提供了auto-sharding 功能。因为其是auto-sharding,即mongodb通过mongos(一个自动分片模块,用于构建一个大规模的可扩展的数据库集群,这个集群可以并入动态增加的机器)自动建立一个水平扩展的数据库集群系统,将数据库分表存储在sharding的各个节点上。

    一个mongodb集群包括一些shards(包括一些mongod进程),mongos路由进程,一个或多个config服务器  

    下面是一些相关词汇说明:
    Shards : 每一个shard包括一个或多个服务和存储数据的mongod进程(mongod是MongoDB数据的核心进程)典型的每个shard开启多个服务来提高服务的可用性。这些服务/mongod进程在shard中组成一个复制集

    Chunks: Chunk是一个来自特殊集合中的一个数据范围,(collection,minKey,maxKey)描叙一个chunk,它介于minKey和maxKey范围之间。例如chunks 的maxsize大小是100M,如果一个文件达到或超过这个范围时,会被切分到2个新的chunks中。当一个shard的数据过量时,chunks将会被迁移到其他的shards上。同样,chunks也可以迁移到其他的shards上

    Config Servers : Config服务器存储着集群的metadata信息,包括每个服务器,每个shard的基本信息和chunk信息Config服务器主要存储的是chunk信息。每一个config服务器都复制了完整的chunk信息。

    今天要介绍的源码主要是Mongos的主入口函数的执行流程,首先我们打开Mongos的项目(可通过打开源码db\db_10.sln加载所有项目),如下图:
     


    注:如果要调试mongos,需要设置一个mongod进程和一个Config Server,形如:   

    d:\mongodb>bin>mongod --dbpath d:\mongodb\db\ --port 27012

    d:\mongodb>bin>mongod --configsvr --dbpath d:\mongodb\db\ --port 27022


    然后在vs2010中配置相应的boost路径信息及启动参数信息,如下图:

        

 

 

 

     下面开始正文。首先打开mongos项目中的server.cpp文件,找到下面方法:

int main(int argc, char* argv[]) {
    
try {
        
return _main(argc, argv);
    }
    
catch(DBException& e) {
        cout 
<< "uncaught exception in mongos main:" << endl;
        cout 
<< e.toString() << endl;
    }
    
catch(std::exception& e) {
        cout 
<< "uncaught exception in mongos main:" << endl;
        cout 
<< e.what() << endl;
    }
    
catch(...) {
        cout 
<< "uncaught exception in mongos main" << endl;
    }
    
return 20;
}



    该方法是mongos的主函数,代码很简,它主要是try方式执行_main方法,下面是_main的执行流程:

int _main(int argc, char* argv[]) {    
    
static StaticObserver staticObserver;
    mongosCommand 
= argv[0];
    
//声明options信息描述对象
    po::options_description options("General options");
    po::options_description sharding_options(
"Sharding options");
    po::options_description hidden(
"Hidden options");
    po::positional_options_description positional;

    CmdLine::addGlobalOptions( options , hidden );
    
//添加sharding选项描述信息
    sharding_options.add_options()
    ( 
"configdb" , po::value<string>() , "1 or 3 comma separated config servers" )
    ( 
"test" , "just run unit tests" )
    ( 
"upgrade" , "upgrade meta data version" )
    ( 
"chunkSize" , po::value<int>(), "maximum amount of data per chunk" )
    ( 
"ipv6""enable IPv6 support (disabled by default)" )
    ( 
"jsonp","allow JSONP access via http (has security implications)" )
    ;

    options.add(sharding_options);
    .....



    在完成option描述信息的初始化操作之后,下面就开始对启动命令行参数进行分析和执行了,如下:
   

.....
    
// parse options
    po::variables_map params;
    
//对argc,argv进行分析并转换成params,以便下面使用
    if ( ! CmdLine::store( argc , argv , options , hidden , positional , params ) )
        
return 0;

    
// The default value may vary depending on compile options, but for mongos
    
// we want durability to be disabled.
    cmdLine.dur = false;
    
//如果是help
    if ( params.count( "help" ) ) {
        cout 
<< options << endl;
        
return 0;
    }
    
//如果是版本信息
    if ( params.count( "version" ) ) {
        printShardingVersionInfo();
        
return 0;
    }
    
//如要设置chunkSize
    if ( params.count( "chunkSize" ) ) {
        Chunk::MaxChunkSize 
= params["chunkSize"].as<int>() * 1024 * 1024;
    }

    ......

    
//必选项,设置configdb信息
    if ( ! params.count( "configdb" ) ) {
        
out() << "error: no args for --configdb" << endl;
        
return 4;
    }

    vector
<string> configdbs;
    
//对参数configdb进行分割 (以','分割 )
    splitStringDelim( params["configdb"].as<string>() , &configdbs , ',' );
    
//mongodb强制为1或3,具体原因不明
    if ( configdbs.size() != 1 && configdbs.size() != 3 ) {
        
out() << "need either 1 or 3 configdbs" << endl;
        
return 5;
    }

    
// we either have a seeting were all process are in localhost or none is
    for ( vector<string>::const_iterator it = configdbs.begin() ; it != configdbs.end() ; ++it ) {
        
try {
            
// 根据地址参数实例化HostAndPort对象,如地址不合法则抛出异常
            HostAndPort configAddr( *it );  

            
if ( it == configdbs.begin() ) {
                grid.setAllowLocalHost( configAddr.isLocalHost() );
            }
            
//不允许在configdbs出现本地地址,注:如果configdb中全部为本地地址
            
//(实际用处不大)时不会执行下面if逻辑
            if ( configAddr.isLocalHost() != grid.allowLocalHost() ) {
                
out() << "cannot mix localhost and ip addresses in configdbs" << endl;
                
return 10;
            }

        }
        
catch ( DBException& e) {
            
out() << "configdb: " << e.what() << endl;
            
return 9;
        }
    }


    上面完成了对命令行参数分析之后,接下来mongos要加载绑定几个hook:
  

    // set some global state
    
//添加对链接池hook的绑定(shardingConnectionHook对象引用),以最终调用其onHandedOut方法
    pool.addHook( &shardingConnectionHook );
    
//设置链接池名称
    pool.setName( "mongos connectionpool" );
    
//不设置“延迟kill游标”
    DBClientConnection::setLazyKillCursor( false );
    
//设置当replicaSet配置修改时的hook对象(replicaSetChangey方法会更新链接对象信息
    ReplicaSetMonitor::setConfigChangeHook( boost::bind( &ConfigServer::replicaSetChange , &configServer , _1 ) );

    
    上面的hook主要是在mongos主程序启动完成后,在运行期间执行一些数据操作时执行某些额外操作。从代码可以看出,mongos使用了链接池功能以提升获取链接的效率,具体实现机制我会在后绪章节中加以阐述。代码中的ReplicaSetMonitor类为一个维护和获取有效复制集的监视类,它提供了获取有效master,slave 的方法。完成这一步绑定后,接着mongos就会对config server信息进行初始化和升级操作了,如下:

  

   //显示sharding版本信息
    printShardingVersionInfo();
    
//实始化configServer
    if ( ! configServer.init( configdbs ) ) {
        cout 
<< "couldn't resolve config db address" << endl;
        
return 7;
    }

    
if ( ! configServer.ok( true ) ) {
        cout 
<< "configServer startup check failed" << endl;
        
return 8;
    }
    
//检查Config版本信息(必要时进行升级操作)
    int configError = configServer.checkConfigVersion( params.count( "upgrade" ) );
    
if ( configError ) {
        
if ( configError > 0 ) {
            cout 
<< "upgrade success!" << endl;
        }
        
else {
            cout 
<< "config server error: " << configError << endl;
        }
        
return configError;
    }
    
//重新设置config db信息(包括shard中chunk的min,lastmod信息)
    configServer.reloadSettings();


    最后就是启动侦听服务,这里mongos启动了两个侦听服务器,一个是以线程方式启动,用于接收授权的用户操作信息,另一个则是普遍的循环侦听服务,用于侦听客户端message如下:

  

 //初始化一些Signals信息,用于处理程序退出,中断等情况
    init();
    
//以线程方式启动webserver,循环侦听授权访问的 message信息,详见dbwebserver.cpp文件中allowed方法
    boost::thread web( boost::bind(&webServerThread, new NoAdminAccess() /* takes ownership */) );

    MessageServer::Options opts;
    opts.port 
= cmdLine.port;
    opts.ipList 
= cmdLine.bind_ip;
    start(opts);
//启动message服务器,侦听客户端message

    dbexit( EXIT_CLEAN );
    
return 0;

    到这里,main代码就介绍完了,但上面代码段中的start才是启动balancer来均衡各个shard间chunk的操作,所以我们接着再看一下该方法的实现:
 

 void start( const MessageServer::Options& opts ) {
        setThreadName( 
"mongosMain" );//设置线程名称
        installChunkShardVersioning();//绑定chunk shard版本控制信息
        balancer.go();//均衡shard 中chunk(节点)信息,详情参见 balance.cpp的run()方法
        cursorCache.startTimeoutThread();//对空闲(过期)游标进行清除操作

        log() 
<< "waiting for connections on port " << cmdLine.port << endl;
        ShardedMessageHandler handler;
        MessageServer 
* server = createServer( opts , &handler );//构造server对象
        server->setAsTimeTracker();
        server
->run();//启动message服务
    }



    好了,今天的内容到这里就告一段落了,在接下来的文章中,将会介绍balancer的实现方式和操作流程。

    原文链接:http://www.cnblogs.com/daizhj/archive/2011/05/16/2022041.html
    作者: daizhj, 代震军   
    微博: http://t.sina.com.cn/daizhj
    Tags: mongodb,c++,mongos,chunk,balance,shard

posted @ 2011-05-16 10:16 代震军 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏