MongoDB在Windows下单机分片集群配置

本文主要是介绍MongoDB在Windows下单机分片集群配置，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

基本配置
MongoDB版本
4.4
端口设置
分片0副本集rs0：27000,27001,27002
分片1副本集rs1：27010,27011,27012
分片2副本集rs2：27020,27021,27022
配置服务器副本集：27100,27101,27102
路由服务器mongos：27200
MongoDB文件夹设置
新建文件夹
data0-0，data0-1，data0-2，
data1-0，data1-1，data1-2，
data2-0，data2-1，data2-2，
conf0，conf1，conf2，
新建文件
rs0-0.conf，rs0-1.conf，rs0-2.conf，
rs1-0.conf，rs1-1.conf，rs1-2.conf，
rs2-0.conf，rs2-1.conf，rs2-2.conf，
（此处配置服务器副本集没有使用配置文件方式启动，而是直接使用命令）

各个配置文件中的内容
例如rs0-0.conf：分别是数据库文件路径，日志输出路径，日志是否在文件后面追加，是否是分片结点，副本集名称（同一个分片的副本集名称一样），端口
注意：部署分片集群的分片副本集必须带shardsvr参数，下面的配置服务器副本集必须带configsvr参数，不然要删了data文件夹重新弄
dbpath=D:\MongoDB\data0-0
logpath=D:\MongoDB\log\data0-0.log
logappend=true
shardsvr=true
replSet=rs0
port=27000
启动
启动分片副本集
//打开一个cmd，开启一个副本集成员
mongod -f d:\MongoDB\rs0-0.conf
//打开一个cmd，开启一个副本集成员
mongod -f d:\MongoDB\rs0-1.conf
//打开一个cmd，开启一个副本集成员
mongod -f d:\MongoDB\rs0-2.conf
//打开一个cmd用来配置副本集
mongo --port 27000
//设置配置内容，前一个id是副本集的id，后一个id是副本集成员的id，第一个设置为0，将来增加时会自动自增
rsconf = {_id: "rs0",members: [{_id: 0,host: "127.0.0.1:27000"}]}
//使用配置初始化
rs.initiate( rsconf )
//显示{"ok":1}
//查看信息
rs.conf()
//增加两个新的副本集成员
rs.add("127.0.0.1:27001")
rs.add("127.0.0.1:27002")
//再次查看信息和状态
rs.conf()
rs.status()
用同样的方式再启动rs1和rs2分片副本集
启动配置服务器副本集
//打开一个cmd作为config服务器
此处配置服务器不使用配置文件而是使用命令参数启动，两种方法都可以
mongod --configsvr --port 27100 --dbpath d:\MongoDB\conf0 --replSet conf
//打开一个cmd作为config服务器
mongod --configsvr --port 27101 --dbpath d:\MongoDB\conf1 --replSet conf
//打开一个cmd作为config服务器
mongod --configsvr --port 27102 --dbpath d:\MongoDB\conf2 --replSet conf
//打开一个cmd用来配置副本集
mongo --port 27100
//设置配置内容，前一个id是副本集的id，后一个id是副本集成员的id，第一个设置为0，将来增加时会自动自增
rsconf = {_id: "conf",members: [{_id: 0,host: "127.0.0.1:27100"}]}
//使用配置初始化
rs.initiate( rsconf )
//显示{"ok":1}
//查看信息
rs.conf()
//增加两个新的副本集成员
rs.add("127.0.0.1:27101")
rs.add("127.0.0.1:27102")
//再次查看信息和状态
rs.conf()

rs.status()
启动路由服务器
//打开一个mongos，指定config服务器，其中conf是config服务器的副本集名字（此处只使用一个mongos）
mongos --configdb conf/127.0.0.1:27100,127.0.0.1:27101,127.0.0.1:27102 --port 27200
配置分片集群
添加分片
//在mongo客户端打开
mongo --port 27200
//添加分片
sh.addShard("rs0/127.0.0.1:27000,127.0.0.1:27001,127.0.0.1:27002")
sh.addShard("rs1/127.0.0.1:27010,127.0.0.1:27011,127.0.0.1:27012")
sh.addShard("rs2/127.0.0.1:27020,127.0.0.1:27021,127.0.0.1:27022")
设置哈希分片
//设置要分片的数据库
sh.enableSharding("test1")
//设置_id字段为哈希分片键
sh.shardCollection("test1.test11", { "_id": "hashed" } )
//为集合增加数据
use test1
for(i=0;i<100;i++){ db.test11.insert({"name" : "a", "age" : 16}); }
//查看状态
rs.status()
可以看到：三个分片里分别有两个chunk，共6个chunk，每个chunk里的id分布如下所示，分界的数字是一个19位的10进制数字，而_id是一个24位的16进制数字，所以这个19位的数字是hash后的值。

打开studio T3，分别连接rs0（27000）、rs1（27010）、rs2（27020）和mongos（27200）
可以看到mongos中共有所有的100条数据，而其他三个分片中分别有156、175、169条数据，总数为500。而且同一个分片副本集下的服务器的数据相同。

设置范围分片
//设置数据库
sh.enableSharding("test2")

//设置id字段为范围分片键
sh.shardCollection("test2.test21",{id: 1} )

//增加数据，id为-30000至30000
use test2
for(i=-30000;i<30000;i++){ db.test21.insert({"id":i,"name":"aa","age":22}); }

//查看状态
rs.status()

可以看到共有5个chunk：
rs0：min至-29999，9672至max
rs1：-29999至-12523
rs2：-12523至-1268，-1268至9672
根据插入数据id范围为-30000至30000，可知rs0中应该有20329条数据，rs1中应该有17476条数据，rs2中应该有22195条数据。
打开studio T3，分别连接rs0（27000）、rs1（27010）、rs2（27020）和mongos（27200）
可以看到mongos中共有所有的60000条数据，而其他三个分片中分别有20329、17476、22195条数据，总数为60000。
而且同一个分片副本集下的服务器的数据相同。且查看到的数据确实在范围内，因此说明配置成功。

其他配置
修改chunkSize
（在mongos中）//chunkSize用来设置每个chunk的大小，单位为MB，范围为1-1024之间
//只需设定分片键，chunk的范围是自动生成的，rs.status()显示的每一个范围就是一个chunk的范围，chunk会在分片中移动，确保每个分片的数据量差不多
use config
db.settings.insertOne( { _id:"chunksize", value: } )

注意：使用rs.status()可以看到显示数据库的“primary”：“rs2”，说明该数据库的主分片为rs2，Primary（主）是MongoDB复制集中的最重要的角色，是能够接受客户端/Driver写请求的节点，（读请求也是默认路由到Primary节点）。
因此在批量写入数据时，会看到rs2中的数据量和mongos中数据量相同，但是过一会儿之后就只保留自己分片的哪一部分数据了。
启动集群
只需使用mongod逐一启动9个分片服务器，3个配置服务器，1个路由服务器即可，然后使用cmd连接mongos，中间报错不用管，只要最后mongos连上即可。
分片增删
删除分片
删除分片是删除所有数据库中的该分片，而不只是一个数据库的分片
首先，如果要删除的分片是某些分片数据库的primary，则需要先将所有分片了的数据库的primary交给其他分片，执行以下命令
db.adminCommand( { movePrimary: "test2", to: "rs0" })

删除分片rs2
db.adminCommand({removeShard:"rs2"})

会显示state为started，表示开始执行转移数据的操作
再次执行这条语句，会显示state为ongoing，表示操作正在进行，直到最后显示completed表示结束。
注意：无论自己的数据库中有多少数据，这个过程都非常久，将近一个小时，因为有个系统自带的数据库里有几百个chunk要移动
删除完成后，使用rs.status()命令可以看到原本属于rs2的chunk被搬到了其他分片

studio T3中看到的数据条数（rs2中都数据条数为0）：
test1：

test2：

增加分片
在删除rs2后还要删除rs2中的test1和test2数据库，否则会和其他分片中的同名数据库产生冲突。
//增加分片
sh.addShard("rs2/127.0.0.1:27020,127.0.0.1:27021,127.0.0.1:27022")

然后使用rs.status()命令可以看到又为rs2设置了chunk
studio T3中看到的数据条数：
test1:

test2:（新增加的rs2只分到一个chunk且正好这个chunk中只有一条数据）

分片集群与副本集在读写方面的主要区别
读取复制集操作
默认情况下，客户端读取复制集的主副本;但是，客户端可以指定一个读首选项 ，以便对其他成员进行直接读操作。例如，客户端可以配置读取偏好，从二级或从最近的成员读取到。
在复制集上进行写操作
在复制集,中，所有的写操作都指向集合的主节点。主服务器应用写操作并将操作记录在主服务器的操作日志或oplog上。oplog是对数据集的可重复操作序列。集合中的次要成员不断复制oplog，并在一个异步进程中将这些操作应用到自己身上。
读取分片集群操作
对于分片群集，应用程序向mongos与该群集关联的实例之一发出操作 。当分片群集上的读取操作定向到特定分片时，效率最高。分片集合的查询应包含集合的分片键。当查询包含分片键时，mongos可以使用配置数据库中的群集元数据将查询路由到分片。
如果查询不包含分片键，则mongos必须将查询定向到集群中的所有分片。这些分散的收集查询可能效率很低。在较大的群集上，分散收集查询对于常规操作是不可行的。
在分片群集上写操作
对于分片群集中的分片集合，该 mongos指令将写操作从应用程序定向到负责数据集特定部分的分片。在mongos使用来自集群的元数据 的配置数据库以路由写操作到适当的分片。
MongoDB根据分片键的值将分片集合中的数据划分为范围。然后，MongoDB将这些块分配为分片。分片键决定块到分片的分布。这可能会影响集群中的写操作的性能。
影响单个文档的 更新操作必须包含分片键 或_id 字段。如果具有分片键，则影响多个文档的更新在某些情况下会更有效，但可以广播到所有分片。
参考
https://www.cnblogs.com/jasonlwings/p/7462683.html
https://www.cnblogs.com/clsn/p/8214345.html

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