Docker快速部署Mongodb主副本集實(shí)踐指南
系列文章目錄
第一章 Mongodb的主副本集
前言
公司有項(xiàng)目需要滿足數(shù)據(jù)內(nèi)容不固定，Mongodb更適合此業(yè)務(wù)，但是不支持事務(wù)，于是了解到主副本集可以滿足。
一、Mongodb基礎(chǔ)介紹
數(shù)據(jù)庫（Database）
Mongodb 中的數(shù)據(jù)庫是一組集合（Collection）的容器，每個(gè)數(shù)據(jù)庫在文件系統(tǒng)中有獨(dú)立的文件存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫名稱區(qū)分大小寫，通常用于邏輯隔離不同應(yīng)用或模塊的數(shù)據(jù)。
集合（Collection）
集合是 Mongodb 中存儲(chǔ)文檔（Document）的容器，類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表。集合不需要預(yù)先定義結(jié)構(gòu)，可以動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)不同格式的文檔。集合名稱同樣區(qū)分大小寫。
文檔（Document）
文檔是 Mongodb 中的數(shù)據(jù)基本單元，采用 BSON（Binary JSON）格式存儲(chǔ)。文檔由鍵值對(duì)組成，鍵是字符串，值可以是多種數(shù)據(jù)類型（如字符串、數(shù)字、數(shù)組、嵌套文檔等）。例如：
{
"name": "Alice",
"age": 30,
"address": {
"city": "New York",
"zip": "10001"
}
}BSON（Binary JSON）
BSON 是 JSON 的二進(jìn)制編碼格式，擴(kuò)展了 JSON 的數(shù)據(jù)類型（如日期、二進(jìn)制數(shù)據(jù)等）。Mongodb 使用 BSON 在內(nèi)部存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，支持高效查詢和索引。
_id（主鍵）
每個(gè)文檔必須包含一個(gè)唯一的 _id 字段作為主鍵。如果插入文檔時(shí)未指定 _id，Mongodb 會(huì)自動(dòng)生成一個(gè) ObjectId 類型的值。_id 字段默認(rèn)建立索引。
索引（Index）
索引用于加速查詢性能，類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的索引。Mongodb 支持單字段索引、復(fù)合索引、多鍵索引（數(shù)組字段）、全文索引等。例如創(chuàng)建索引的命令：
db.collection.createIndex({ "name": 1 }) // 1表示升序，-1表示降序分片（Sharding）
分片是 Mongodb 的橫向擴(kuò)展機(jī)制，將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)分片（Shard）上。每個(gè)分片是獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫實(shí)例，共同組成一個(gè)邏輯數(shù)據(jù)庫。分片通過分片鍵（Shard Key）路由數(shù)據(jù)。
副本集（Replica Set）
副本集是一組維護(hù)相同數(shù)據(jù)的 Mongodb 實(shí)例，提供高可用性。包含一個(gè)主節(jié)點(diǎn)（Primary）和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)（Secondary）。主節(jié)點(diǎn)處理寫操作，從節(jié)點(diǎn)同步數(shù)據(jù)并支持讀操作。
聚合管道（Aggregation Pipeline）
聚合管道是數(shù)據(jù)處理框架，通過多個(gè)階段（Stage）對(duì)文檔進(jìn)行轉(zhuǎn)換和計(jì)算。每個(gè)階段處理輸入文檔并輸出結(jié)果到下一階段。常見階段包括 $match、$group、$sort 等。
CRUD 操作
CRUD 指 Mongodb 的基本數(shù)據(jù)操作：
- Create：
insertOne()、insertMany() - Read：
find()、findOne() - Update：
updateOne()、updateMany() - Delete：
deleteOne()、deleteMany()
寫關(guān)注（Write Concern）
寫關(guān)注定義寫操作的確認(rèn)級(jí)別，控制數(shù)據(jù)持久化的可靠性。例如：
db.collection.insertOne(
{ "key": "value" },
{ writeConcern: { w: "majority", j: true } } // w: 寫入節(jié)點(diǎn)數(shù)，j: 日志持久化
)讀偏好（Read Preference）
讀偏好指定查詢請求的路由規(guī)則，允許從主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)。選項(xiàng)包括 primary、secondary、nearest 等，適用于讀寫分離場景。
二、Mongodb事務(wù)
事務(wù)的基本概念
MongoDB 從 4.0 版本開始支持多文檔事務(wù)，適用于副本集；從 4.2 版本開始支持分片集群的事務(wù)。事務(wù)提供 ACID 特性，確保數(shù)據(jù)操作的原子性、一致性、隔離性和持久性。
啟用事務(wù)的前提條件
MongoDB 事務(wù)需要運(yùn)行在副本集或分片集群上，單機(jī)模式不支持事務(wù)。確保 MongoDB 實(shí)例已正確配置為副本集或分片集群。
事務(wù)的使用方法
在 MongoDB 中使用事務(wù)需要通過會(huì)話（Session）來管理。以下是一個(gè)基本的事務(wù)操作示例：
const session = db.getMongo().startSession();
session.startTransaction({
readConcern: { level: "snapshot" },
writeConcern: { w: "majority" }
});
try {
const collection1 = session.getDatabase("db1").collection1;
const collection2 = session.getDatabase("db2").collection2;
collection1.insertOne({ name: "Alice" }, { session });
collection2.updateOne({ name: "Bob" }, { $set: { age: 30 } }, { session });
session.commitTransaction();
} catch (error) {
session.abortTransaction();
throw error;
} finally {
session.endSession();
}事務(wù)的隔離級(jí)別
MongoDB 提供 snapshot 隔離級(jí)別，確保事務(wù)內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)來自同一快照?？梢酝ㄟ^ readConcern 設(shè)置：
readConcern: { level: "snapshot" }事務(wù)的寫關(guān)注
事務(wù)中的寫操作可以通過 writeConcern 指定確認(rèn)級(jí)別，通常設(shè)置為 majority 以確保數(shù)據(jù)持久性：
writeConcern: { w: "majority" }事務(wù)的注意事項(xiàng)
事務(wù)中的操作必須顯式指定會(huì)話（Session），否則操作不會(huì)包含在事務(wù)中。事務(wù)的執(zhí)行時(shí)間不宜過長，避免鎖競爭和性能問題。事務(wù)支持的文檔操作包括插入、更新、刪除和查詢。
事務(wù)的性能優(yōu)化
為了減少事務(wù)對(duì)性能的影響，盡量縮小事務(wù)范圍，減少事務(wù)內(nèi)的操作數(shù)量。避免在事務(wù)中執(zhí)行耗時(shí)操作，如大規(guī)模數(shù)據(jù)掃描。合理設(shè)置事務(wù)超時(shí)時(shí)間，防止長時(shí)間占用資源。
事務(wù)的錯(cuò)誤處理
事務(wù)執(zhí)行過程中如果發(fā)生錯(cuò)誤，必須捕獲異常并顯式調(diào)用 abortTransaction 回滾事務(wù)。確保事務(wù)結(jié)束后調(diào)用 endSession 釋放會(huì)話資源。
事務(wù)的限制
MongoDB 事務(wù)不支持某些操作，如創(chuàng)建或刪除集合、創(chuàng)建或刪除索引。事務(wù)內(nèi)的寫操作不能影響分片鍵的值。單個(gè)事務(wù)的文檔修改量默認(rèn)限制為 16MB，超過會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。
三、Docker部署MongoDB主副本集
環(huán)境準(zhǔn)備
- linux服務(wù)器，內(nèi)存不少于8G，cpu至少I5，磁盤500G起步，這里我用的是CentOS7,架構(gòu)是x86_64,通過如下命令確認(rèn)
[root@host ~]# cat /etc/os-release NAME="CentOS Linux" VERSION="7 (Core)" ID="centos" ID_LIKE="rhel fedora" VERSION_ID="7" PRETTY_NAME="CentOS Linux 7 (Core)" ANSI_COLOR="0;31" CPE_NAME="cpe:/o:centos:centos:7" HOME_URL="https://www.centos.org/" BUG_REPORT_URL="https://bugs.centos.org/" CENTOS_MANTISBT_PROJECT="CentOS-7" CENTOS_MANTISBT_PROJECT_VERSION="7" REDHAT_SUPPORT_PRODUCT="centos" REDHAT_SUPPORT_PRODUCT_VERSION="7"
[root@host ~]# lscpu Architecture: x86_64 CPU op-mode(s): 32-bit, 64-bit Byte Order: Little Endian CPU(s): 16 On-line CPU(s) list: 0-15 Thread(s) per core: 2 Core(s) per socket: 8 座： 1 NUMA 節(jié)點(diǎn)： 1 廠商 ID： GenuineIntel CPU 系列： 6 型號(hào)： 165 型號(hào)名稱： Intel(R) Core(TM) i7-10700 CPU @ 2.90GHz 步進(jìn)： 5 CPU MHz： 800.048 CPU max MHz: 4800.0000 CPU min MHz: 800.0000 BogoMIPS： 5800.00 虛擬化： VT-x L1d 緩存： 32K L1i 緩存： 32K L2 緩存： 256K L3 緩存： 16384K NUMA 節(jié)點(diǎn)0 CPU： 0-15
Docker安裝
看 歐拉系統(tǒng)部署Docker實(shí)踐指南, 參考前面部分就行。
具體安裝
- 鏡像用的是mongo最新版，可以直接拉取，也可以docker run時(shí)拉取
- 這里配置3個(gè)，做1主兩從
- 新建目錄，用于掛載存放配置文件
mkdir -p /home/mongodb && chown -R 200 /home/mongodb
- 確定主端口：27017，2個(gè)從分別是27018、27019
- 命令列表
#自定義網(wǎng)絡(luò) docker network create --subnet=172.18.0.0/16 my-network # 查看已存在網(wǎng)絡(luò) docker network ls # mongo容器認(rèn)證啟動(dòng)方式 docker run --restart=always --privileged -p 27017:27017 --name mongodbMaster --network my-network --ip 172.18.0.1 -v /home/mongo/mongoMaster/config:/data/configdb -v /home/mongo/mongoMaster/db:/data/db -v /home/mongo/mongoMaster/logs:/data/log -d mongo --replSet rs docker run --restart=always --privileged -p 27018:27017 --name mongodbSlave1 --network my-network --ip 172.18.0.2 -v /home/mongo/mongoSlave1/config:/data/configdb -v /home/mongo/mongoSlave1/db:/data/db -v /home/mongo/mongoSlave1/logs:/data/log -d mongo --replSet rs docker run --restart=always --privileged -p 27019:27017 --name mongodbSlave2 --network my-network --ip 172.18.0.3 -v /home/mongo/mongoSlave2/config:/data/configdb -v /home/mongo/mongoSlave2/db:/data/db -v /home/mongo/mongoSlave2/logs:/data/log -d mongo --replSet rs
- 執(zhí)行docker images | grep mongo, 發(fā)現(xiàn)3個(gè)容器已經(jīng)創(chuàng)建并運(yùn)行
- 進(jìn)入容器，創(chuàng)建賬號(hào)、授權(quán)
docker exec -it mongodbMaster /bin/bash
進(jìn)入MongoDB交互式命令行并切換到admin數(shù)據(jù)庫
mongo
use admin
//管理員
db.createUser({ user: 'rwuser', pwd: 'xxxxx', roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ] });
db.auth('rwuser', 'xxxxx') //返回1表示認(rèn)證成功
db.getCollectionNames() //所有創(chuàng)建的用戶都會(huì)存儲(chǔ)在system.users集合中
//factory-dev
use factory-dev //切換到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫
db.createUser({ user: 'test', pwd: 'xxxxx', roles: [ { role: "readWrite", db: "db1" } ] });
db.auth('test', 'xxxxx') //返回1表示認(rèn)證成功
# 查看主節(jié)點(diǎn)，找到members[].stateStr：主節(jié)點(diǎn)應(yīng)為 "PRIMARY"，說明ok。
rs:PRIMARY> rs.status()
{
"set" : "rs",
"date" : ISODate("2025-09-04T00:32:31.156Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(335),
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"majorityVoteCount" : 2,
"writeMajorityCount" : 2,
"votingMembersCount" : 3,
"writableVotingMembersCount" : 3,
"optimes" : {
"lastCommittedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"lastCommittedWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"readConcernMajorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"appliedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"durableOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z")
},
"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1756945915, 1),
"electionCandidateMetrics" : {
"lastElectionReason" : "electionTimeout",
"lastElectionDate" : ISODate("2025-09-03T06:59:13.712Z"),
"electionTerm" : NumberLong(335),
"lastCommittedOpTimeAtElection" : {
"ts" : Timestamp(1756882537, 1),
"t" : NumberLong(334)
},
"lastSeenOpTimeAtElection" : {
"ts" : Timestamp(1756882547, 1),
"t" : NumberLong(334)
},
"numVotesNeeded" : 2,
"priorityAtElection" : 1,
"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),
"numCatchUpOps" : NumberLong(0),
"newTermStartDate" : ISODate("2025-09-03T06:59:13.799Z"),
"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2025-09-03T06:59:14.450Z")
},
"electionParticipantMetrics" : {
"votedForCandidate" : true,
"electionTerm" : NumberLong(333),
"lastVoteDate" : ISODate("2025-09-03T06:54:18.247Z"),
"electionCandidateMemberId" : 2,
"voteReason" : "",
"lastAppliedOpTimeAtElection" : {
"ts" : Timestamp(1756882339, 1),
"t" : NumberLong(331)
},
"maxAppliedOpTimeInSet" : {
"ts" : Timestamp(1756882339, 1),
"t" : NumberLong(331)
},
"priorityAtElection" : 1
},
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "f1737b1cbbc5:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 63539,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"optimeDate" : ISODate("2025-09-04T00:32:25Z"),
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1756882753, 1),
"electionDate" : ISODate("2025-09-03T06:59:13Z"),
"configVersion" : 5,
"configTerm" : 335,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "172.18.0.1:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 63207,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"optimeDate" : ISODate("2025-09-04T00:32:25Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2025-09-04T00:32:25Z"),
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2025-09-04T00:32:31.006Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2025-09-04T00:32:31.009Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncSourceHost" : "f1737b1cbbc5:27017",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 5,
"configTerm" : 335
},
{
"_id" : 2,
"name" : "172.18.0.2:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 63206,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1756945945, 1),
"t" : NumberLong(335)
},
"optimeDate" : ISODate("2025-09-04T00:32:25Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2025-09-04T00:32:25Z"),
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2025-09-04T00:32:25.880Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2025-09-04T00:32:31.009Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2025-09-04T00:32:31.006Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncSourceHost" : "f1737b1cbbc5:27017",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 5,
"configTerm" : 335
}
],
"ok" : 1,
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1756945945, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
},
"operationTime" : Timestamp(1756945945, 1)
}- 一定要注意mongoDB重啟順序：docker start mongodbMaster，docker start mongodbSlave1，docker start mongodbSlave2
先啟動(dòng)mongodbMaster那個(gè)就會(huì)成為PRIMARY，也是可以讀寫的，其他的都是副本集，屬于SECONDARY，只能讀
驗(yàn)證
使用Navicat數(shù)據(jù)庫連接工具，點(diǎn)擊連接，選擇monogb
輸入ip 端口，賬號(hào)、密碼、數(shù)據(jù)庫名，這里端口填寫主端口27017，最后點(diǎn)擊一下"測試連接"，返回OK說明配置連接成功。
右鍵新一個(gè)數(shù)據(jù)庫test
選擇集合，新建一個(gè)集合demo1
建表SQL，我這里用的是腳本執(zhí)行的
// ----------------------------
// Collection structure for autoId
// ----------------------------
db.getCollection("demo1").drop();
db.createCollection("demo1");
// ----------------------------
// Documents of autoId
// ----------------------------
db.getCollection("demo1").insert([ {
_id: "6394049da732a862951f5a62",
autoId: NumberInt("1288641"),
collectionName: "product"
} ]);
插入成功后，效果如下
事務(wù)驗(yàn)證這塊，因?yàn)槭褂玫拇a驗(yàn)證的，你們只能自行用代碼驗(yàn)證了，方法很簡單，開啟事務(wù)后，先執(zhí)行一個(gè)插入，再制造一個(gè)異常，比如 1/0, 看數(shù)據(jù)是否回滾。
小結(jié)
- 遇到無法寫入數(shù)據(jù)時(shí)，先進(jìn)入任何一個(gè)容器
比如 docker exec -it mongodbMaster /bin/bash
mongo
rs.status();
查看
members[].stateStr：主節(jié)點(diǎn)應(yīng)為 “PRIMARY”。
members[].health：健康節(jié)點(diǎn)值為 1。
若都為SECONDARY，說明還沒有確定誰是PRIMARY，先等一會(huì)再執(zhí)行看看是否有PRIMARY，有的那個(gè)就是可以連接和讀寫的容器
若一直都是SECONDARY，就要檢查容器情況了。
到此這篇關(guān)于Docker快速部署Mongodb主副本集實(shí)踐的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Docker部署Mongodb內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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