复制

冗余和数据可用性

复制提供冗余和数据可用性，跨数据库服务器维护多个数据副本，以承受任何单个服务器的丢失。

在某些情况下，复制可以提供更多的读取容量，因为客户端可以将读取请求发送到不同的服务器。在不同数据中心维护数据副本可以提高分布式应用程序的数据局部性和可用性。您还可以根据特定目的维护额外的副本，如灾难恢复、报告或备份。

MongoDB 中的复制

副本集是一组维护相同数据集的 mongod 实例。副本集包含多个数据承载节点和一个可选的仲裁节点。在数据承载节点中，只有一个主节点，其他被为从节点。

主节点 (primary node in the replica set)节点接收所有写入操作。副本集只能有一个主节点 (primary node in{ w: "majority" } the replica set)能够确认具有 写关注（write concern）的写入，但在某些情况下，另一个mongod实例可能会暂时将自己视为主节点 (primary node in the replica set)。 []主节点 (primary1 node in the replica set)会在其操作日志（即oplog）中记录对其数据集的所有更改。有关主节点 (primary node in the replica set)节点操作的更多信息，请参阅副本集主节点。

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从节点复制主节点的oplog并将应用应用于其数据集，以便从节点的数据集反映主节点的数据集。如果主节点 (primary node in the replica set)不可用，则符合条件的从节点(secondary node from replica set)将举行选举以选出新的主节点 (primary node in the replica set)。有关从从节点(secondary node from replica set)的更多信息，请参阅副本集从节点。

如果费用限制而无法添加另一个从节点(secondary nodemongod from replica set)，则可以将 实例作为仲裁节点节点添加到副本集。仲裁节点参与选举，但不持有数据（即，不提供数据冗余）。有关仲裁节点的更多信息，请参阅副本集仲裁节点。

仲裁节点始终是仲裁节点，而在选举期间，主节点 (primary node in the replica set)可能会降级并成为从节点(secondary node from replica set)，而从节点(secondary node from replica set)可能会成为主节点 (primary node in the replica set)。

异步复制

从节点会复制主节点的 oplog 并将操作异步应用于其数据集。通过使从节点的数据集反应主节点数据集的状态，即便一个或多个节点出现故障，副本集也可继续运行。

有关复制机制的更多信息，请参阅副本集 Oplog 和副本集数据同步。

自动故障转移

当主节点 (primary node in the replicaelectionTimeoutMillis10 set)与设立其他节点通信的时间超过配置的 时间段（默认为 秒）时，符合条件的从节点(secondary node from replica set)将调用选举以将自己指定为新的主节点 (primary node in the replica set)。

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假设采用默认 replica configuration settings（副本配置设置），那么集群选举新的主节点之前的平均时间通常不应超过 12 秒。这包括将主节点标记为不可用以及召集和完成选举所需的时间。可以通过修改 settings.electionTimeoutMillis 复制配置选项来调整该时间段。网络延迟等因素可能会延长副本集选举完成所需的时间，这反过来又会影响集群在没有主节点的情况下运行的时间。这些因素取决于具体集群架构。

将 electionTimeoutMillis 复制配置选项从默认的 10000（10 秒）降低，可以更快地检测到主节点故障。然而，由于临时网络延迟等因素，即使主节点在其他方面是健康的，集群也可能会更频繁地进行选举。这可能导致 w: 1 写入操作的回滚次数增加。

您的应用程序连接逻辑应包括对自动故障转移和后续选举的容忍度。MongoDB 驱动程序可检测到主节点丢失，并一次性自动重试某些写入操作，从而为自动故障转移和选举提供额外的内置处理功能：

兼容的驱动程序将默认启用可重试写入

MongoDB 提供镜像读功能，用最近访问的数据预热可选从节点缓存。预热从节点的缓存有助于在选举后更快地恢复性能。

要了解有关 MongoDB 故障转移进程的更多信息，请参阅：

• 副本集选举

• 可重试写入 (Retryable Writes)

• 副本集故障转移期间的回滚

读取操作

读取偏好

默认情况下，客户端从主节点 [1] 读取；但是，客户端可以指定读取偏好以向从节点发送读取操作。

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异步复制到从节点意味着在从节点读取到的数据可能不会反映主节点上数据的状态。

包含读取操作的事务必须使用读取偏好（read preference）primary。给定ACID 事务中的所有操作必须路由到同一成员。

有关从副本集读取的信息，请参阅读取偏好。

db.adminCommand( {
  setParameter: 1,
  mirrorReads: { samplingRate: 0.0 }
} )

db.serverStatus( { mirroredReads: 1 } )

事务

多文档事务可用于副本集。

包含读取操作的事务必须使用读取偏好（read preference）primary。给定ACID 事务中的所有操作必须路由到同一成员。

在事务进行提交前，在事务中所做的数据更改在事务外不可见。

不过，当事务写入多个分片时，并非所有外部读取操作都需等待已提交事务的结果在各个分片上可见。例如，如果事务已提交并且写入 1 在分片 A 上可见，但写入 2 在分片 B 上尚不可见，则读关注 "local" 处的外部读取可以在不看到写入 2 的情况下读取写入 1 的结果。

Change Streams

变更流可用于副本集和分片的集群。 变更流允许应用程序访问权限实时数据更改，而不会出现oplog的复杂性和风险。 应用程序可以使用变更流订阅一个或多个集合上的所有数据更改。

其他功能

副本集可提供多个选项来支持应用程序需求。例如，您可以部署一个副本集，而其节点位于多个数据中心，或是通过调整某些节点的 members[n].priority 来控制选举结果。副本集还支持用于报告、灾难恢复或备份功能的专门节点。

请参阅优先级为 0 的副本集节点、隐藏副本集节点和延时副本集节点，以了解更多信息。