MongoDB系列-在复制集(replication)以及分片(Shard)中创建索引

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  在使用MongoDB时，在创建索引会涉及到在复制集(replication)以及分片(Shard)中创建，为了最大限度地减少构建索引的影响,在副本和分片中创建索引，使用滚动索引构建过程。如果不使用滚动索引构建过程：

• 主服务器上的前台索引构建需要数据库锁定。它复制为副本集辅助节点上的前台索引构建，并且复制工作程序采用全局数据库锁定，该锁定将读取和写入排序到索引服务器上的所有数据库。
• 主要的后台索引构建复制为后台索引构建在辅助节点上。复制工作程序不会进行全局数据库锁定，并且辅助读取不会受到影响。
• 对于主服务器上的前台和后台索引构建，副本集辅助节点上的索引操作在主节点完成构建索引之后开始。
• **在辅助节点上构建索引所需的时间必须在oplog的窗口内，以便辅助节点可以赶上主节点。

那么该如何创建呢？具体步骤呢?请看接下来的具体过程。**

1. 在副本集创建索引

准备

  必须在索引构建期间停止对集合的所有写入，否则可能会在副本集成员中获得不一致的数据。

具体过程

在副本集中以滚动方式构建唯一索引包括以下过程：

1. 停止一个Secondary节点（从节点）并以单机模式重新启动，可以使用配置文件更新配置以单机模式重新启动：

• 注释掉replication.replSetName选项。
• 将net.port更改为其他端口。将原始端口设置注释掉。
• 在setParameter部分中将参数disableLogicalSessionCacheRefresh设置为true。

例如：

    //修改配置
    net:
    bindIp: localhost,<hostname(s)|ip address(es)>
    port: 27217
    #port: 27017
    #replication:
    #replSetName: myRepl
    setParameter:
    disableLogicalSessionCacheRefresh: true
    //重新启动
    mongod --config <path/To/ConfigFile>

1. 创建索引：在单机模式下进行索引创建

2. 重新开启Replica Set 模式：索引构建完成后，关闭mongod实例。撤消作为独立启动时所做的配置更改，以返回其原始配置并作为副本集的成员重新启动。

   //回退原来的配置：net:
   bindIp: localhost,<hostname(s)|ip address(es)>
   port: 27017
   replication:
   replSetName: myRepl
   //重新启动：
   mongod --config <path/To/ConfigFile>
   

3. 在其他从节点中重复1、2、3步骤的过程操作。

4. 主节点创建索引，当所有从节点都有新索引时，降低主节点，使用上述过程作为单机模式重新启动它，并在原主节点上构建索引：

   • 使用mongo shell中的rs.stepDown（）方法来降低主节点为从节点，
   • 成功降级后，当前主节点成为从节点，副本集成员选择新主节点，并进行从节点创建方式进行创建索引。

2. 分片集群创建唯一索引

准备

  创建唯一索引，必须在索引构建期间停止对集合的所有写入。 否则，您可能会在副本集成员中获得不一致的数据。如果无法停止对集合的所有写入，请不要使用以下过程来创建唯一索引。

具体过程

1.停止Balancer：将mongo shell连接到分片群集中的mongos实例，然后运行sh.stopBalancer（）以禁用Balancer。如果正在进行迁移，系统将在停止平衡器之前完成正在进行的迁移。

2.确定Collection的分布：刷新该mongos的缓存路由表，以避免返回该Collection旧的分发信息。刷新后，对要构建索引的集合运行db.collection.getShardDistribution()。

例如：在test数据库中的records字段中创建上升排序的索引

    db.adminCommand( { flushRouterConfig: "test.records" } );
    db.records.getShardDistribution();

例如，考虑一个带有3个分片shardA，shardB和shardC的分片集群，db.collection.getShardDistribution（）返回以下内容

   Shard shardA at shardA/s1-mongo1.example.net:27018,s1-mongo2.example.net:27018,s1-mongo3.example.net:27018 
   data : 1KiB docs : 50 chunks : 1
   estimated data per chunk : 1KiB 
   estimated docs per chunk : 50 Shard shardC at shardC/s3-mongo1.example.net:27018,s3-mongo2.example.net:27018,s3-mongo3.example.net:27018 
   data : 1KiB docs : 50 chunks : 1 
   estimated data per chunk : 1KiB 
   estimated docs per chunk : 50 
   Totals data : 3KiB docs : 100 chunks : 2 
   Shard shardA contains 50% data, 50% docs in cluster, avg obj size on shard : 40B 
   Shard shardC contains 50% data, 50% docs in cluster, avg obj size on shard : 40B
  从输出中，您只在shardA和shardC上为test.records构建索引。

3.在包含集合Chunks的分片创建索引

• C1.停止从节点，并以单机模式重新启动：对于受影响的分片，停止从节点与其中一个分区相关联的mongod进程，进行配置文件/命令模式更新后重新启动。

  配置文件：

  • 将net.port更改为其他端口。 注释到原始端口设置。
  • 注释掉replication.replSetName选项。
  • 注释掉sharding.clusterRole选项。
  • 在setParameter部分中将参数skipShardingConfigurationChecks设置为true。

  • 在setParameter部分中将参数disableLogicalSessionCacheRefresh设置为true。

    
        net:
        bindIp: localhost,<hostname(s)|ip address(es)>
        port: 27218
        #   port: 27018
        #replication:
        #   replSetName: shardA
        #sharding:
        #   clusterRole: shardsvr
        setParameter:
        skipShardingConfigurationChecks: true
        disableLogicalSessionCacheRefresh: true
        //重启：
        mongod --config <path/To/ConfigFile>

• C2.创建索引：直接连接到在新端口上作为独立运行的mongod实例，并为此实例创建新索引。

         //例如：在record Collection的username创建索引
         db.records.createIndex( { username: 1 } )
  

• C3.恢复C1的配置，并作为 Replica Set成员启动：索引构建完成后，关闭mongod实例。 撤消作为单机模式时所做的配置更改，以返回其原始配置并重新启动。

  配置文件模式：

  • 恢复为原始端口号。
  • 取消注释replication.replSetName。
  • 取消注释sharding.clusterRole。
  • 删除setParameter部分中的参数skipShardingConfigurationChecks。

  • 在setParameter部分中删除参数disableLogicalSessionCacheRefresh。

        net:
           bindIp: localhost,<hostname(s)|ip address(es)>
           port: 27018
        replication:
           replSetName: shardA
        sharding:
           clusterRole: shardsvr
        重启：mongod --config <path/To/ConfigFile>

• C4.其他从节点分片重复C1、C2、C3过程创建索引。
• C5.主节点创建索引：当所有从节点都有新索引时，降低主节点，使用上述过程作为单机模式重新启动它，并在原主节点上构建索引使用mongo shell中的rs.stepDown（）方法来降低主节点为从节点，成功降级后，当前主节点成为从节点，副本集成员选择新主节点，并进行从节点创建方式进行创建索引。

4.在其他受影响的分片重复C步骤;

5.重启Balancer，一旦全部分片创建完索引，重启Balancer：sh.startBalancer()。

总结

  后续还有关于实践中复制集以及分片的搭建过程，复制集成员节点增加删除等一系列实战操作。

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