MongoDB的原理、基本使用、集群和分片集群

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一、MongoDB的核心概念

概念
MongoDB是文档数据库，存储都是类似json的Bosn文件。
json与Bosn区别
- 相同点
  格式一摸一样。
- 不同点
  json无法定义数据类型。Bosn可以定义具体的数据类型。
MongoDB与传统数据库的对比
| SQL术语/概念 | MongoDB术语/概念 | 解释说明 |
| --- | --- | --- |
| database |database | 数据库 |
|table|collection|数据库表\集合|
|row|document|行\文档|
|colum|field|数据字段\域|
|index|index|索引|
|table joins||表连接\MongoDB没有表连接|
|primary key|primary key|主键\MongoDB自动将_id字段设置主键|

二、MongoDB的应用场景

场景
主要应用在微服务系统中。

微服务+数据库的方式
如图：

 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/cc5c471d6e80465fa78044ebb33e4fee.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBAQEDnpZ7lhpzlhpnku6PnoIE=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)

缺陷
如果客户端同时获得商品信息和订单信息，会同时发出两次微服务查询才能获取到数据。
1、如果其中的一个微服务宕机，无法查询数据
2、如果客户端查询数据的并大量比较大，这样会导致系统出现性能问题。
方案
使用MongoDB；如图：

三、MongoDB的项目落地

条件
- Demo微服务项目
- MongoDB
  链接：https://pan.baidu.com/s/15WGk...
  提取码：gevi
- MongoDB Compass
  链接：https://pan.baidu.com/s/14PQm...
  提取码：cul2
步骤
- 安装MongoDB

运行Mongodb

  D:\SoftWare\MogoDB\bin>mongod.exe --config "D:\SoftWare\MogoDB\bin\mongod.cfg"

运行结果如图：
在这里插入图片描述

MongoDB Compass 免安装
直接到根目录下，运行MongoDBCompass.exe 即可。
点击Connect，如图：
安装Nuget包
```
 MongoDB.Driver 
```

项目实现

新建Person类和IPersonServer接口类
PersonServer 实现类

    using MongoDB.Driver; 
    namespace MongoDB.Demo.Server
    {
        public class PersonServer : IPersonServer
        {
            private readonly IMongoCollection<Person> mongoCollection;
            public PersonServer()
            {
                var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27017");
                mongoCollection = client.GetDatabase("PersonDB").GetCollection<Person>("person");
            }
            /// <summary>
            /// 添加数据
            /// </summary>
            /// <param name="per"></param>
            public void Create(Person per)
            {
                mongoCollection.InsertOne(per);
            } 
        }
    }

IPersonServer 接口类

    namespace MongoDB.Demo.Server
    {
        public interface IPersonServer
        {
            void Create(Person per);
        }
    }

新建实例类 Person

    using MongoDB.Bson;
    using MongoDB.Bson.Serialization.Attributes;
    using System; 
    namespace MongoDB.Demo
    {
        public class Person
        {
            //设置自增长ID
            [BsonId]
            [BsonRepresentation(BsonType.ObjectId)]
            public string Id { get; set; }     
            public string Name { get; set; }
            public string Sex { get; set; }
            public int Age { get; set; }
            public string CreateById { get; set; }
            public DateTime CreateByTime { get;set;}
        }
    }

在项目Startup类中注册

  public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {

        services.AddControllers();
        services.AddSwaggerGen(c =>
        {
            c.SwaggerDoc("v1", new OpenApiInfo { Title = "MongoDB.Demo", Version = "v1" });
        }); 
        services.AddTransient<IPersonServer, PersonServer>();
    }

控制器中调用

    using Microsoft.AspNetCore.Http;
    using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
    using MongoDB.Demo.Server; 
    namespace MongoDB.Demo.Controllers
    {
        [Route("api/[controller]")]
        [ApiController]
        public class HomeController : ControllerBase
        {
           private readonly IPersonServer personServer;
            public HomeController(IPersonServer _personServer)
            {
                personServer = _personServer;
            }
            /// <summary>
            /// 添加数据到MongoDB
            /// </summary>
            /// <param name="per"></param>
            /// <returns></returns>
            [HttpPost]
            public IActionResult Post(Person per) 
            {
                personServer.Create(per);
                return Ok(per);
            }
        }
    }

四、MongoDB的运行原理

原理
所有的模块之间是分层次的，MongoDB官方共有五大类型模块：核心模块、配置模块、事件模块、HTTP模块、mail模块、stream模块，它们之间的关系如图：

在这5个模块中，配置模块和核心模块是与MongoDB框架密切相关的。而事件模块则是HTTP模块与mail模块的基础。HTTP模块和mail模块的“地位”类似，它们都是更关注应用层面。

WiredTiger架构设计
- 原理
  
  当MongoDB接收数据并转换成Bosn文件后发起请求到WiredTiger引擎，WiredTiger接收请求并处理请求将数据存储到缓存中，在将缓存中的数据隔60s或者数据到达2G的时候同步到磁盘中。
  主要是做了两件事情：
  1、将数据保存到缓存中
```
 为什么将数据保存到缓存中？
 减少IO操作，提升性能。
```
  2、将缓存同步到磁盘中
```
 为什么隔60s或者2G的时候同步数据？
 当并发量大时候，防止缓存处理数据的性能大于磁盘的时候，导致同步是数据出现丢失。
```
WiredTiger防止数据丢失原理
使用双写架构
如图：
新增一个缓冲区。相当于消息队列的角色。
当上游和下游性能不一致的时候可以使用缓冲区。【RabbitMQ，kafka等】
WiredTiger的索引结构
如图：

MongoDB中缓存和磁盘存储数据是通过B+tree的数据结构存储的，Root节点和Internal是存储索引数据【相当于一本书中的目录】，而leaf节点是用来存储数据的【相当于书中的页】。

五、MongoDB的 CURD操作

前提

using MongoDB.Driver; 
          namespace MongoDB.Demo.Server
          {
              public class PersonServer : IPersonServer
              {
                  private readonly IMongoCollection<Person> mongoCollection;
                  public PersonServer()
                  {
                      var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27017");
                      mongoCollection = client.GetDatabase("PersonDB").GetCollection<Person>("person");
                  } 
              }
          }

添加数据

/// <summary>
/// 添加数据
/// </summary>
/// <param name="per"></param>
public void Create(Person per)
{
   mongoCollection.InsertOne(per);
}

查询数据

/// <summary>
/// 获取集合数据
/// </summary>
/// <returns></returns>
public IEnumerable<Person> GetList()
{
  return   mongoCollection.Find(p => true).ToList();
}

分页查询

  /// <summary>
  /// 分页查询
  /// </summary>
  /// <param name="pagesize">行数</param>
  /// <param name="index">页数</param>
  /// <returns></returns>
  public IEnumerable<Person> GetDataByPage(int pagesize,int index)
  {
     return mongoCollection.Find(p => true).Skip((index - 1) * pagesize).Limit(pagesize).ToList();
  }

排序

  /// <summary>
  /// 获取集合数据并排序
  /// </summary>
  /// <returns></returns>
  public IEnumerable<Person> GetList()
  {
     return   mongoCollection.Find(p => true).SortBy(per => per.CreateByTime).ToList();
  }

修改数据

  /// <summary>
  /// 修改数据并添加新字段
  /// </summary>
  /// <param name="id"></param>
  /// <param name="per"></param>
  public void Update(string id, Person per)
  { 
      var update = Builders<Person>.Update;
      // update.AddToSet("modifybyid","admin");//新增字段  实体中必须有这个字段  否则查询的时候会报错
      //mongoCollection.UpdateOne((p) => p.Id == id, update.AddToSet("modifybyid", "admin"));
      //修改字段
       mongoCollection.UpdateOne((p) => p.Id == id, update.Set("Name", per.Name));
  }

删除数据

/// <summary>
/// 删除数据
/// </summary>
/// <param name="id"></param>
public void delete(string id)
{
    mongoCollection.DeleteOne((p) => p.Id == id);
}

创建索引

      /// <summary>
      /// 创建索引
      /// </summary>
      /// <returns></returns>
      public string CreateIndex()
      {
          var indexKeys = Builders<Person>.IndexKeys;
          return _products.Indexes.CreateOne(indexKeys.Descending("字段名称"));
      }

六、MongoDB的复制集

概念
MongoDB的复制集就是一份数据复制多份而已。如图：
作用
当一个MongoDB宕机后，还有其他的MongoDB实例可以提供使用。保证MongoDB的高可用。
MongoDB 主从节点架构图
- 主节点：primary
  负责数据的读和写。
- 从节点：secondary 建议至少有3个节点
  - 当主节点宕机后，客户端可以从从节点中读取数据，保证MongoDB的高可用。
  - 实现数据的读写分离。

实现

条件
- MongoDB 3个节点
- MongoDB的Demo项目

MongoDB配置步骤

新建三个节点配置文件，新建节点数据文件存储文件夹和日志文件夹

27018配置文件将replication 打开,并定义集群名称

   # mongod.conf
    
    # for documentation of all options, see:
    #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
    
    # Where and how to store data.
    storage:
      dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-data\data-27018
      journal:
        enabled: true
    #  engine:
    #  wiredTiger:
    
    # where to write logging data.
    systemLog:
      destination: file
      logAppend: true
      path:  D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-log\mongodb-27018.log
    
    # network interfaces
    net:
      port: 27018
      bindIp: 127.0.0.1
    
    
    #processManagement:
    
    #security:
    
    #operationProfiling:
    
    replication:
       replSetName: rs0
    #sharding:
    
    ## Enterprise-Only Options:
    
    #auditLog:
    
    #snmp:

27019配置文件将replication 打开,并定义集群名称

    # mongod.conf
    
    # for documentation of all options, see:
    #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
    
    # Where and how to store data.
    storage:
      dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-data\data-27019
      journal:
        enabled: true
    #  engine:
    #  wiredTiger:
    
    # where to write logging data.
    systemLog:
      destination: file
      logAppend: true
      path:  D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-log\mongodb-27019.log
    
    # network interfaces
    net:
      port: 27019
      bindIp: 127.0.0.1
    
    
    #processManagement:
    
    #security:
    
    #operationProfiling:
    
    replication:
       replSetName: rs0
    #sharding:
    
    ## Enterprise-Only Options:
    
    #auditLog:
    
    #snmp:

27020配置文件将replication 打开,并定义集群名称

    # mongod.conf
    
    # for documentation of all options, see:
    #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
    
    # Where and how to store data.
    storage:
      dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-data\data-27020
      journal:
        enabled: true
    #  engine:
    #  wiredTiger:
    
    # where to write logging data.
    systemLog:
      destination: file
      logAppend: true
      path:  D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-log\mongodb-27020.log
    
    # network interfaces
    net:
      port: 27020
      bindIp: 127.0.0.1
    
    
    #processManagement:
    
    #security:
    
    #operationProfiling:
    
    replication:
       replSetName: rs0
    #sharding:
    
    ## Enterprise-Only Options:
    
    #auditLog:
    
    #snmp:

运行实例（3）

  mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\ReplicaSet\mongod-27018.cfg
  mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\ReplicaSet\mongod-27019.cfg
  mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\ReplicaSet\mongod-27020.cfg 
运行结果如图：
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/dd00e1a161df4f8ca0a51a21efe51a5c.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBAQEDnpZ7lhpzlhpnku6PnoIE=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/92362ee9d93d45d497ef0be88f8b0490.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBAQEDnpZ7lhpzlhpnku6PnoIE=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)

设置27018建立连接并设置为主节点，并添加从节点

  #建立连接 在 bin 目录下
   mongo.exe --host 127.0.0.1 --port 27018 
  #使用命令设置主节点
   rs.initiate()

如图：
在这里插入图片描述添加其他节点到Member中

 rs.add("127.0.0.1:27019")
 rs.add("127.0.0.1:27020")

如图：
在这里插入图片描述

查看状态命令

   rs.status()

日志文件：

"members" : [
         {
                 "_id" : 0,
                 "name" : "127.0.0.1:27018",
                 "health" : 1,
                 "state" : 1,
                 "stateStr" : "PRIMARY",
                 "uptime" : 308,
                 "optime" : {
                         "ts" : Timestamp(1649306184, 3),
                         "t" : NumberLong(1)
                 },
                 "optimeDate" : ISODate("2022-04-07T04:36:24Z"),
                 "lastAppliedWallTime" : ISODate("2022-04-07T04:36:24.437Z"),
                 "lastDurableWallTime" : ISODate("2022-04-07T04:36:24.437Z"),
                 "syncSourceHost" : "",
                 "syncSourceId" : -1,
                 "infoMessage" : "",
                 "electionTime" : Timestamp(1649306012, 2),
                 "electionDate" : ISODate("2022-04-07T04:33:32Z"),
                 "configVersion" : 5,
                 "configTerm" : 1,
                 "self" : true,
                 "lastHeartbeatMessage" : ""
         },
         {
                 "_id" : 1,
                 "name" : "127.0.0.1:27019",
                 "health" : 1,
                 "state" : 2,
                 "stateStr" : "SECONDARY",
                 "uptime" : 137,
                 "optime" : {
                         "ts" : Timestamp(1649306184, 3),
                         "t" : NumberLong(1)
                 },
                 "optimeDurable" : {
                         "ts" : Timestamp(1649306184, 3),
                         "t" : NumberLong(1)
                 },
                 "optimeDate" : ISODate("2022-04-07T04:36:24Z"),
                 "optimeDurableDate" : ISODate("2022-04-07T04:36:24Z"),
                 "lastAppliedWallTime" : ISODate("2022-04-07T04:36:24.437Z"),
                 "lastDurableWallTime" : ISODate("2022-04-07T04:36:24.437Z"),
                 "lastHeartbeat" : ISODate("2022-04-07T04:36:30.077Z"),
                 "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2022-04-07T04:36:29.665Z"),
                 "pingMs" : NumberLong(0),
                 "lastHeartbeatMessage" : "",
                 "syncSourceHost" : "127.0.0.1:27018",
                 "syncSourceId" : 0,
                 "infoMessage" : "",
                 "configVersion" : 5,
                 "configTerm" : 1
         },
         {
                 "_id" : 2,
                 "name" : "127.0.0.1:27020",
                 "health" : 1,
                 "state" : 2,
                 "stateStr" : "SECONDARY",
                 "uptime" : 129,
                 "optime" : {
                         "ts" : Timestamp(1649306184, 3),
                         "t" : NumberLong(1)
                 },
                 "optimeDurable" : {
                         "ts" : Timestamp(1649306184, 3),
                         "t" : NumberLong(1)
                 },
                 "optimeDate" : ISODate("2022-04-07T04:36:24Z"),
                 "optimeDurableDate" : ISODate("2022-04-07T04:36:24Z"),
                 "lastAppliedWallTime" : ISODate("2022-04-07T04:36:24.437Z"),
                 "lastDurableWallTime" : ISODate("2022-04-07T04:36:24.437Z"),
                 "lastHeartbeat" : ISODate("2022-04-07T04:36:30.077Z"),
                 "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2022-04-07T04:36:30.169Z"),
                 "pingMs" : NumberLong(0),
                 "lastHeartbeatMessage" : "",
                 "syncSourceHost" : "127.0.0.1:27019",
                 "syncSourceId" : 1,
                 "infoMessage" : "",
                 "configVersion" : 5,
                 "configTerm" : 1
         }

项目连接MongoDB集群

建立连接代码

   //只能从主节点中读取数据
   var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27018,localhost:27019,localhost:27020");
   //可以从从节点读取数据
   var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27018,localhost:27019,localhost:27020/?readPreference=secondaryPreferred");
   //或者
   var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27018,localhost:27019,localhost:27020");
   client.WithReadPreference(ReadPreference.PrimaryPreferred);
   //Primary：默认参数 只从主节点上读取数据
   // PrimaryPreferred:大部分从主节点上读取数据，只有主节点不可用时从Secondary上读取数据
   //Secondary：只从Secondary节点上读取数据操作，存在的问题是Secondary节点的数据会比Primary节点的数据旧，如果没有可用的从节点，读请求会抛出异常。
   //SecondaryPreferred：优先从Secondary节点上读取数据，Secondary节点不可用时从主节点读取数据。

主节点宕机后从节点如何变成主节点
- 条件
  - Heartbeat
  - Vote （投票）
    如图：
  当主主节点宕机后，从节点会给自己先投一票，然后再去其他节点拉票，谁的票数多，谁就是主节点。
  如果从节点的票数一样多，内部会有一个心跳检测机制，再次进行选举、投票。
  投票规则：票数超过半数才能成为主节点；【节点数量为奇数最佳】
  - 节点数为奇数的优点
    提升集群的高可用性
  - 选举的原则
    1、奇数节点
    2、票数过半
    七、MongoDB的分片集群
概念
MongoDB内部拆分数据，分开存储。
如图：
核心角色：
- 分片角色 shard
- 路由角色 Routers
- 配置角色 config 相当于微服务中注册中心

落地

条件
- MongoDB （总共10个实例）
- Demo项目
步骤
- 搭建分片复制集（6个实例）
  - mongod-27021.cfg 配置文件

     # mongod.conf
    
    # for documentation of all options, see:
    #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
    
    # Where and how to store data.
    storage:
      dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\shard-27021
      journal:
        enabled: true
    #  engine:
    #  wiredTiger:
    
    # where to write logging data.
    systemLog:
      destination: file
      logAppend: true
      path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\mongodb-27021.log
    
    # network interfaces
    net:
      port: 27021
      bindIp: 127.0.0.1

        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           
           replSetName: sharding1
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - mongod-27022.cfg 配置文件
    ```
         # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\shard-27022
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\mongodb-27022.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27022
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           replSetName: sharding1
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        #sharding:
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - mongod-27023.cfg 配置文件
    ```
    # mongod.conf
    
    # for documentation of all options, see:
    #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
    
    # Where and how to store data.
    storage:
      dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\shard-27023
      journal:
        enabled: true
    #  engine:
    #  wiredTiger:
    
    # where to write logging data.
    systemLog:
      destination: file
      logAppend: true
      path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\mongodb-27023.log
    
    # network interfaces
    net:
      port: 27023
      bindIp: 127.0.0.1
    
    
    #processManagement:
    
    #security:
    
    #operationProfiling:
    
    replication:
       replSetName: sharding1
    sharding:
      #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
      clusterRole: shardsvr
    
    ## Enterprise-Only Options:
    
    #auditLog:
    
    #snmp:

    ```
  - 备注
     三个配置文件的 replSetName: sharding1 名称必须是一致的，代表着一组分片复制集。
     十个配置文件的 clusterRole：shardsvr 名称必须是一致的，代表着是一组集群。
  - 启动服务，并分配主从节点
    ```
     #在MongoDB的bin目录下执行
     #启动服务
     mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27021.cfg
     mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27022.cfg
     mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27023.cfg
     #连接27021，弄分配主从节点
     mongo.exe --host 127.0.0.1 --port 27021
     #初始化 27021 为主节点
     rs.initiate()
     #添加子节点
     rs.add("127.0.0.1:27022")
     rs.add("127.0.0.1:27023")
     #查看节点状态
     rs.status()
    ```
  - mongod-27024.cfg 配置文件
    ```
        # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\shard-27024
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\mongodb-27024.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27024
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           replSetName: sharding2
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - mongod-27025.cfg 配置文件
    ```
        # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\shard-27025
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\mongodb-27025.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27025
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           replSetName: sharding2
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - mongod-27026.cfg 配置文件
    ```
        # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\shard-27026
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\mongodb-27026.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27026
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           replSetName: sharding2
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
   - 备注
     三个配置文件的 replSetName: sharding2 名称必须是一致的，代表着一组分片复制集。
     十个配置文件的 clusterRole：shardsvr 名称必须是一致的，代表着是一组集群。
  - 启动服务，并分配主从节点
    ```
     #在MongoDB的bin目录下执行
     #启动服务
     mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27024.cfg
     mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27025.cfg
     mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27026.cfg
     #连接27024，弄分配主从节点
     mongo.exe --host 127.0.0.1 --port 27024
     #初始化 27024 为主节点
     rs.initiate()
     #添加子节点
     rs.add("127.0.0.1:27025")
     rs.add("127.0.0.1:27026")
     #查看节点状态
     rs.status()
    ```
- 搭建配置中心
  - mongod-27010.cfg 配置文件
    ```
        # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\ConfigServer\configserver-27010
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\ConfigServer\configserver-27010.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27010
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           #集群名称，如果不是同一个集群内的机器，请不要配置重复
           replSetName: confset
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - mongod-27011.cfg 配置文件
    ```
        # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\ConfigServer\configserver-27011
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\ConfigServer\configserver-27011.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27011
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           #集群名称，如果不是同一个集群内的机器，请不要配置重复
           replSetName: confset
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - mongod-27012.cfg 配置文件
    ```
        # mongod.conf
        
        # for documentation of all options, see:
        #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
        
        # Where and how to store data.
        storage:
          dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\shards-data\ConfigServer\configserver-27012
          journal:
            enabled: true
        #  engine:
        #  wiredTiger:
        
        # where to write logging data.
        systemLog:
          destination: file
          logAppend: true
          path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\ConfigServer\configserver-27012.log
        
        # network interfaces
        net:
          port: 27012
          bindIp: 127.0.0.1
        
        
        #processManagement:
        
        #security:
        
        #operationProfiling:
        
        replication:
           #集群名称，如果不是同一个集群内的机器，请不要配置重复
           replSetName: confset
        sharding:
          #分片集群名称 当前实例的角色（configsvr：配置中心实例，shardsvr：分片实例）
          clusterRole: shardsvr
        
        ## Enterprise-Only Options:
        
        #auditLog:
        
        #snmp:

    ```
  - 备注
    三个配置文件的 replSetName: confset 名称必须是一致的，代表着一组配置中心集群。
    十个配置文件的 clusterRole：shardsvr 名称必须是一致的，代表着是一组分片集群。
  - 启动服务，并分配组主从节点
    ```
      #在MongoDB的bin目录下执行
      #启动服务
      mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27010.cfg
      mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27011.cfg
      mongod.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\mongod-27012.cfg
      #连接27010，弄分配主从节点
      mongo.exe --host 127.0.0.1 --port 27010
      #初始化 27021 为主节点
      rs.initiate()
      #添加子节点
      rs.add("127.0.0.1:27011")
      rs.add("127.0.0.1:27012")
      #查看节点状态
      rs.status()
    ```
- 搭建路由 （1个实例）
  - mongod-27000.cfg
    ```
     # mongod.conf
    
    # for documentation of all options, see:
    #   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
    
    # Where and how to store data.
    #storage:
      #dbPath: D:\SoftWare\MogoDB\ReplicaSet-data\data-27021
      #journal:
        #enabled: true
    #  engine:
    #  wiredTiger:
    
    # where to write logging data.
    systemLog:
      destination: file
      logAppend: true
      path:  D:\SoftWare\MogoDB\shards-log\Router\Router-27000.log
    
    # network interfaces
    net:
      port: 27000
      bindIp: 127.0.0.1
    
    
    #processManagement:
    
    #security:
    
    #operationProfiling:
    
    #replication:
       #replSetName: rs0
    sharding:
      configDB: confset/127.0.0.1:27011,127.0.0.1:27010,127.0.0.1:27012
    ## Enterprise-Only Options:
    
    #auditLog:
    
    #snmp:

    ```
  - 备注
  - 启动服务/连接服务，并注册
    ```
     #在 bin 目录下启动服务
     mongos.exe -f D:\SoftWare\MogoDB\bin\shards\Router\mongod-27000.cfg
     #建立连接
     mongo.exe --host 127.0.0.1 --port 27000
     #注册复制集【6个实例  127.0.0.1:27021\27022\27023\27024\27025\27026】到配置服务中
     #用复制集名称批量注册   配置文件中的replSetName: sharding1
     sh.addShard("sharding1/127.0.0.1:27021,127.0.0.1:27022,127.0.0.1:27023")
     #查看状态
     sh.status()
     sh.addShard("sharding2/127.0.0.1:27024,127.0.0.1:27025,127.0.0.1:27026")
     #查看状态
     sh.status()
    ```
  - Demo 项目连接MongoDB集群
    ```C#
      #多个路由  内部自带了负载均衡
      var client = new MongoClient("mongodb://127.0.0.1:27000,,,,,,");
    ```
  - 数据分片规则
    根据分片键来均分数据。
    - 分片规则
      - 范围分片   
      - HASH分片
    使用路由来设置分片键。
    ```
    #启动路由服务，建立连接后，使用命令
    #语法
    sh.shardCollection("数据库名称.集合名称",{"分片键":"分片类型【hashed，默认是范围分片】"})
    #如果回车这样执行会报错，设置分片规则是不允许用代码创建数据库，需要在路由里创建数据库才行，命令如下
    sh.enableSharding("数据库名称")
    sh.shardCollection("数据库名称.集合名称",{"分片键":"分片类型【hashed/（1或者-1），默认是范围分片（1为升序-1为降序）】"})
    #一个集合只能由一个分片键
    ```

MongoDB的原理、基本使用、集群和分片集群

一、MongoDB的核心概念

二、MongoDB的应用场景

三、MongoDB的项目落地

四、MongoDB的运行原理

五、MongoDB的 CURD操作

六、MongoDB的复制集

七、MongoDB的分片集群

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