Mongo读写分离
在MongoDB副本集中，默认情况下只有primary能响应客户端读和写操作。由于副本集中有多个成员，我们可能想充分利用这些资源,如果读操作和写操作都能在不同服务器上完成，而且保持读写一致性，那将是一件美妙的事。由于副本集中只有一个primary，secondry的数据都是从primary或者其他secondary复制过来的，所以写操作是不大可能直接写到secondary上面的。但是写操作是可以在secondaries上完成的。还有一个问题，由于secondary数据是从primary复制过来的，所以最新的数据可能没法实时从secondary查询。因此，在考虑读写分离的时候，还需考虑数据的读写一致性。为实现这种平衡，MongoDb需要具备良好的读写机制，下面就来研究下它的读写机制。
WRITE CONCERN
MondbDB提供了不同读操作级别来满足不同应用：
1. Errors Ignored
即忽略所有错误，不向客户端返回结果：
sh1:PRIMARY> db.test.ensureIndex({name:1},{unique:true});
sh1:PRIMARY> db.test.getIndexes()
[
{
"v" : 1,
"key" : {
"_id" : 1
},
"ns" : "test.test",
"name" : "_id_"
},
{
"v" : 1,
"key" : {
"name" : 1
},
"unique" : true,
"ns" : "test.test",
"name" : "name_1"
}
]
sh1:PRIMARY> db.test.insert({name:1})
sh1:PRIMARY> db.test.insert({name:1})
E11000 duplicate key error index: test.test.$name_1 dup key: { : 1.0 }
毫无疑问，使用这种写方式是相当恶劣的。所以现在mongodb默认不是这种方式。（怎么调整，变成这种方式呢？
2. 不确认（Unacknowledged）
这种方式和错误忽略类似，但是客户端驱动器只能收到网络相关错误，而不知道真正的错误是什么。这种方式同样恶劣。
3. 确认型（nacknowledged）
在这种方式下，mongod会向客户端返回成功信息或者错误提示信息。这是现在mongodb默认的写方式，服务器用不带参数的getLastError方法向客户端返回错误信息，没有错误则返回null。
sh1:PRIMARY> db.test.insert({name:10000});
sh1:PRIMARY> db.test.insert({name:10000});
E11000 duplicate key error index: test.test.$name_1 dup key: { : 10000.0 }
sh1:PRIMARY> db.getLastError()
E11000 duplicate key error index: test.test.$name_1 dup key: { : 10000.0 }
4. Journaled
使用这种写方式，mongodb确认写入journal日志后才返回信息。
journalCommitInterval参数决定可日志提交间隔，默认是100ms，取值范围是2-300ms。启动时候使用--journalCommitInterval指定即可。这种方法一般少用，因为会很大程度上影响性能，除非十分考虑数据的安全性。
副本集下的写入方式
对于并发插入不大，但是频繁查询，或者数据安全性高的，需要重点关注写入的优化，保证在读写分离时数据读写实时，备份实时
副本集的写入方式（Replica Acknowledged）是项目的关注点：
getLastError的w参数可以决定副本集中写入的级别。我们可以用w参数指定必须要写入多少个成员才向客户端返回信息。
默认下的写操作只需要primary确认写入即可，也就是说w为1（这个1只包含primary）。如果这个参数过大，超过了非仲裁节点个数，将会产生严重问题。此外，可以设置wtime参数决定最大超时时间（默认是0），这个一般不需要。
例如，现在把参数设置为2看看吧：
sh1:PRIMARY> db.test.runCommand( { getLastError: 1, w: 2 } )(如何取消这个命令呢？)
在这种情况下，写入操作步骤如下:
1.primary上完成写操作
2.primary上记录一条oplog日志，日志中包含一个ts字段，值为写操作执行的时间，比如本例中记为t
3.客户端调用{getLastError:1, w:2}命令等待primary返回结果
4.secondary从primary拉取oplog，获取到刚才那一次写操作的日志
5.secondary按获取到的日志执行相应的写操作
6.执行完成后，secondary再获取新的日志，其向primary上拉取oplog的条件为{ts:{$gt:t}}
7.primary此时收到secondary的请求，了解到secondary在请求时间大于t的写操作日志，所以他知道操作在t之前的日志都已经成功执行了
8.这时候getLastError命令检测到primary与secondary都完成了这次写操作，于是 w:2 的条件满足了，返回给客户端成功执行这个命令，
可以使用调试命令观察secondary最后同步的一条日志信息：
sh1:SECONDARY> rs.debug.getLastOpWritten()
{
"ts" : {
"t" : 1374154241,
"i" : 1
},
"h" : NumberLong("7643447760057625437"),
"v" : 2,
"op" : "i",
"ns" : "test.test",
"o" : {
"_id" : ObjectId("51e7ee01b5ed8bdc9436becf"),
"name" : 5258
}
}
db.test.runCommand( { getLastError: 1, w: 2 } )命令针对集合进行设置，我们可以在副本集级别设置默认配置：
如果没有手动设置getlasterror参数，可以对副本集进行如下配置(推荐这样进行)：
cfg = rs.conf()
cfg.settings = {}
cfg.settings.getLastErrorDefaults = {w: "majority"} --majority，表示需要多数成员确认，成员不包括relay，hidden，arb。
rs.reconfig(cfg)
副本集中自定义写入方式
使用集合的tags属性，可以实现自定义方式
例如：决定集合中2个写入才算成功：
sh1:PRIMARY> rs.conf()
{
"_id" : "sh1",
"version" : 30,
"members" : [
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.69.44:10000",
"priority" : 20,
"tags" : {
"area" : "huakong1",
"user" : "hx1"
}
},
{
"_id" : 3,
"host" : "192.168.69.45:10000",
"priority" : 5,
"tags" : {
"area" : "huakong2",
"user" : "hx2"
}
},
{
"_id" : 4,
"host" : "192.168.69.46:10000",
"priority" : 8,
"tags" : {
"area" : "huakong3",
"user" : "hx3"
}
}
],
"settings" : {
"getLastErrorModes" : {
"ok" : {
"user" : 2 --要求有两个成员写入完成才算成功
}
}
}
}
sh1:PRIMARY> db.runCommand( { getLastError: 1, w: "ok" } )
{
"n" : 0,
"lastOp" : {
"t" : 0,
"i" : 0
},
"connectionId" : 8999,
"wnote" : "no write has been done on this connection",
"err" : null,
"ok" : 1
}
指定某个secondary写入才算成功（单独打tags）
我们还可以自定义集合中哪些字段值必须写到几个成员才返回成功。
例如，三个成员tags分别是：
{ "d1": "1" }
{ "d1": "2", "d11": "3" }
{ "d1": "3" }
现在要指定第二个成员写入就算成功吧
cfg = rs.conf()
cfg.settings = { getLastErrorModes: { ok: { "d11": 1 } } }
rs.reconfig(cfg)
db.runCommand( { getLastError: 1, w: "ok" }
sh1:SECONDARY> db.test.find()
error: { "$err" : "not master and slaveOk=false", "code" : 13435 }
sh1:SECONDARY> db.getMongo().setSlaveOk()
sh1:SECONDARY> db.test.find()
{ "_id" : ObjectId("51e7e24aed8371d7b496c240"), "name" : 1 }
{ "_id" : ObjectId("51e7e5ccb5ed8bdc9436bec7"), "name" : 10000 }
{ "_id" : ObjectId("51e7edf4b5ed8bdc9436becc"), "name" : 5252 }
{ "_id" : ObjectId("51e7ee01b5ed8bdc9436becf"), "name" : 5258 }
READ REFERENCE
设置成从secondary读是有好处的。例如，在多数据中心的环境中，客户端可能到secondary延时更小。又如，有时候副本集中因为某种原因没了primary，也可以保证从secondary读取数据.当然最重要的还是读写分离，分担负载。
最简单的办法，实现在mongo shell单个连接从secondary查询
在单个连接上启用setSlaveOk()方法：
sh1:SECONDARY> db.test.find()
error: { "$err" : "not master and slaveOk=false", "code" : 13435 }
sh1:SECONDARY>db.getMongo().setSlaveOk()
sh1:SECONDARY> db.test.find()
{ "_id" :ObjectId("51e7e24aed8371d7b496c240"), "name" : 1 }
{ "_id" :ObjectId("51e7e5ccb5ed8bdc9436bec7"), "name" : 10000 }
副本集中，MondoDB支持五种读方式：
Primary(默认方式)：只从primary读取，primary无法和tags联合使用。
primaryPreferred：primary优先方式，如果从primary查不到就从secondary查询。联合tags时候，如果无法从primary查询，那么可以根据tags依次看剩余的secondaries，没有成员满足tags就报错。
secondary：只从secondary查询。如果没有指定tags，客户端随机选择一个secondary成员。如果指定tags，客户端会依次从满足tags的secondary查询（如果有多个满足，也是随机选择一个）
secondaryPreferred：使用这个选项，如果没法从scondary查询，那就从primary查询。如果指定secondaris的tags，可以从满足tags的成员中随机读取一个。如果一个都不满足，则返回错误
nearest：从网络中ping延时最小的成员查询，可能从primary，也可能从secondary查询。如果指定tags，则从满足条件的tag中选择nearest。
例如，登录seconday后，选择优先从secondary读取：mongo shell中可以通过readPref()方法决定读取方式
sh1:SECONDARY>
db.getMongo().setReadPref('secondaryPreferred')
sh1:SECONDARY> db.test.find()
{ "_id" :ObjectId("51e7e24aed8371d7b496c240"), "name" : 1 }
{ "_id" :ObjectId("51e7e5ccb5ed8bdc9436bec7"), "name" : 10000 }
{ "_id" :ObjectId("51e7edf4b5ed8bdc9436becc"), "name" : 5252 }
{ "_id" :ObjectId("51e7ee01b5ed8bdc9436becf"), "name" : 5258 }
使用tag sets，指定查询优先级注意：tags无法与primary共用
db.getMongo().setReadPref([ 'secondaryPreferred',{ "area": "huakong3","user":"hx3"},{ "area": "huakong2" ,"user":"hx2"}{}] )
使用查询方式，客户端从（）中的第一个tags开始查询。如果有问题则向第二个查询，最后的｛｝表示如果之前的tags都没匹配，那就随机查询吧。
客户端驱动器可以设置基于连接或者集合等的数据读取方式。
指定从secondary或者nereast查询时候，查询对象选择的快速性，合理性以及故障切换的及时性，是我们需要考虑的。
实际使用：
一般从seconary读写在一下场合比较适用：
1.报表统计和数据分析工作
2.历史查询
3.网络分区时考虑就近查询
对于实时查询和实时显示，如果多成员同时写入会带来性能问题，还是用primary查询比较好。如果不需要多成员同时写入，也能保证数据实时，也可启用从secondary查询。可以根据实际情况进行调整，实现最优化。
例如，现在副本集有四个个成员，一个primary，两个secondary，一个仲裁。现在有两个客户端程序连接副本集，我们可以让两个客户端连接不同的secondary。当然，如果secondary故障，那么就需要及时切换到另外一个secondary，如果两个secondary都故障了，实际上那个primary也会变成secondary，那就连剩余的那个secondary吧。
sh1:PRIMARY> rs.conf()
{
"_id" : "sh1",
"version" : 34,
"members" : [
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.69.44:10000",
"priority" : 20,
"tags" : {
"area" : "huakong1",
"user" : "hx1"
}
},
{
"_id" : 3,
"host" : "192.168.69.45:10000",
"priority" : 5,
"tags" : {
"area" : "huakong2",
"user" : "hx2"
}
},
{
"_id" : 4,
"host" : "192.168.69.46:10000",
"priority" : 8,
"tags" : {
"area" : "huakong3",
"user" : "hx3"
}
},
{
"_id" : 5,
"host" : "192.168.69.45:10001",
"arbiterOnly" : true
}
],
"settings" : {
"getLastErrorDefaults" : {
"w" : "2"
}
}
}
第一个客户端登陆：设置如下：
db.getMongo().setReadPref('secondaryPreferred',[ { "area": "huakong3" ,"user":"hx3"},{ "area": "huakong2" ,"user":"hx2"},{} ])
第二个客户端登录，设置如下
db.getMongo().setReadPref('secondaryPreferred',[ { "area": "huakong2" ,"user":"hx2"},{ "area": "huakong3" ,"user":"hx3"},{} ])
在副本集+分片中，读写分离对应用程序来讲是透明的，所有的配置可以在mongos上完成。副本集+分片上的读写分离稍后讨论。
