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优乐综合社区MongoDB之我是怎么成为Primary节点的

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此文已由作者温正湖授权网易云社区发布。

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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)。在复制集中,与Primary相对应的有Secondary节点和Arbiter节点,分别表示从节点(可以接受读请求)和投票节点(仅用于投票选出新的Primary)。复制集是MongoDB的高可用框架,同时可以作为业务读写分离的一种方式。复制集提供了自动故障处理功能(当然还有其他功能,本文不展开),能够自动检测Primary节点是否宕机,进而选取新的Primary节点,并通过数据回追或数据回滚等方式实现复制集中数据一致。本文借助蜂巢MongoDB云服务的运行日志查看功能,来简要介绍Primary的选举过程。

MongoDB提供了强大的SystemLog模块,相比MySQL,MongoDB的运行日志模块做得更为贴心,通过日志能够有效跟踪MongoDB内部是如何进行一个个操作的。下面的图都截取自蜂巢MongoDB云服务的运行日志模块,从中能够看到了一串的MongoDB选主日志,非常清晰明了。

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZc?w=980&h=424’);

1、什么时候会发起选举?

图中所示,该节点(我)发现在过去的10s中时间内,复制集中没有Primary,

那么我怎么知道这段时间没有主呢,因为我每2s会给复制集中的其他节点发送心跳,

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZf?w=980&h=198’);

有些节点不回我

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZh?w=980&h=130’);

在超时时间内(默认10s)我会一直发。

除了心跳,我还会发送其他的命令,另外我还需要跟着Primary的opLog做复制,但是我发现没法再跟他做复制了,也找不到其他节点做复制

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZk?w=980&h=296’);

既然没有Primary。。。

2、我能不能被选为Primary呢?

我先试探性的问大家愿不愿意让我当Primary。于是我打算先发起 “dry election”,让人惊喜的是另一个节点竟然同意了,开心 :)。由于复制集中一共3个节点。除了自己外另一个节点也同意了,那么我就有资格当Primary;注意此时term 没有更新,还是0(看第一个图~~)。因为这个是非正式选举

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZq?w=980&h=136’);

3、既然这样,那我就发起正式选举吧

结果当然是十拿九稳了,那么为什么要先有dry呢,为了保证选举成功率,相比正式选举,dry阶段检查的东西少,效率更高些。此时term已经自豪地更新为1。

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZr?w=980&h=178’);

4、我果然被大家选为Primary

一切尽在掌握中的感觉真爽!!

5、那我就把自己的角色切换为Primary呗

等等,这个时候我还不能马上接受客户端的写请求,因为我得看看自己的数据是不是最新的,怎么办呢,oplog里面的optime。看看大家的状态(数据新旧情况)

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZt?w=980&h=37’);

我等大家回复我:

showImg(‘https://segmentfault.com/img/bVbilZv?w=980&h=80’);

好了,节点202回我了(他把他自己的rs.status()发给我, 看看在他的世界里这个复制集是什么情况),(200连不上),从这些信息我可以知道,我的数据是最新的。而且我从202知道200确实挂了。

6、既然我的数据是最新的,那么我就不需要从其他节点拷贝数据了

这里跟raft不一样,从raft的论文中,可以确定raft选为primary是必须要求数据最新的。但MongoDB选出的Primary,数据不一定要最新,只需要满足一个约定条件即可(oplog落后10s以内)。如果数据落后集群中的某个/些存活节点(这个情况一般出现在当前节点的priority比拥有更新数据的节点高的时候),在我对外提供写服务前,我先把这些数据从其他节点从抓过来,应用到我自己这里。但是我这个是有原则的,我不会那么贪婪,给我2s(catchUpTimeoutMillis)就好了。我能追上多少就追多少。如果时间到了,我还没有完全追上咋办呢,那也没有办法,让这些节点把没追上的数据回滚掉好了。

7、现在我的数据是最新的了,我开始作为Primary对外提供写服务。你们把写请求发过来吧~~~

也就是说,并不是成为Primary后马上就会提供写服务,而是会有个追数据的过程。我觉得这个特性如果大家么有正确理解,很容易出现问题。比如用户设置了writeconcern是majority,在主从切换的场景下,可能还未写到大多数节点的请求因为主挂了返回失败,但其实这个数据会被持久化到新主上。而严格的raft不会出现这个情况。

以上用第一张图大体介绍了选举过程。然后每一点的仔细介绍时,我将MongoDB的SystemLog级别通过db.setLogLevel()从0设置为2,重演了一遍选举。让大家看到更多的细节。

最后安利下,网易蜂巢MongoDB云服务已经重磅上线,蜂巢MongoDB由业界著名的数据库专家姜承尧亲自把关架构设计,免费提供售前技术支持。要知道姜大神的出台费可是业界最贵的 :),欢迎大家注册试用。有任何意见和建议,请随时提出。

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文章来源: 网易云社区

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