分片

分片群集¶

MongoDB分片群集由以下组件组成：

• 碎片：每个碎片包含碎片数据的子集。每个分片都可以部署为副本集。
• mongos：mongos充当查询路由器，在客户端应用程序和分片群集之间提供接口。
• config服务器：配置服务器存储集群的元数据和配置设置。从MongoDB 3.4开始，必须将配置服务器部署为副本集（CSRS）。

下图描述了分片群集中组件的交互：

MongoDB在收集级别分片数据，将收集数据分布在集群中的分片上。

分片键¶

MongoDB使用分片键在各个分片之间分发集合的文档。分片键由目标集合中每个文档中存在的一个或多个字段组成。

在分片集合时选择分片键。分片后不能更改分片键的选择。分片集合只能有一个分片 密钥。请参阅分片密钥规范。

要分片非空集合，该集合必须具有 以分片键开头的索引。对于空集合，如果集合尚不具有指定分片键的适当索引，则MongoDB会创建索引。请参阅分片键索引。

分片密钥的选择会影响分片群集的性能，效率和可伸缩性。选择分片密钥可以使具有最佳硬件和基础结构的群集成为瓶颈。分片密钥及其后备索引的选择也会影响群集可以使用的分片策略。

见片键 以获取更多信息的文档。

块¶

MongoDB的分区分片数据成块。每个分块都有一个基于分片键的上下限和上下限 。

均衡器和均匀块分配¶

为了在整个集群中的所有分片上实现块的均匀分布，平衡器在后台运行，以在各分片上迁移块。

有关更多信息，请参见使用块进行数据分区。

拆分的优势¶

分片之前的注意事项¶

分片式群集基础结构的要求和复杂性要求仔细计划，执行和维护。

为了确保群集的性能和效率，在选择分片密钥时需要仔细考虑。不能在分片后更改分片密钥，也不能对分片的集合进行分片。请参阅 选择分片键。

分片有一定的操作要求和限制。有关更多信息，请参见 分片群集中的操作限制。

如果查询不包含分片键或复合分片键的前缀 ，请mongos执行广播操作，查询分 片群集中的所有分片。这些分散/聚集查询可能是长时间运行的操作。

分片和非分片集合¶

数据库可以包含分片和未分片集合的混合。分片集合在集群中的分片上进行分区和分布 。未分片的集合存储在 主分片上。每个数据库都有其自己的主碎片。

连接到分片群集¶

您必须连接到mongos路由器才能与分片群集中的任何集合进行交互。这包括分片和未分片的集合。客户端永远不要连接到单个分片以执行读取或写入操作。

您可以通过与外壳mongos相同的方式进行连接 mongod，例如通过mongo外壳或MongoDB 驱动程序。

拆分策略¶

MongoDB支持两种分片策略，用于在分片群集之间分布数据。

哈希分片¶

哈希分片涉及计算分片键字段值的哈希值。然后，根据散列的分片键值为每个块分配一个范围。

小费

使用哈希索引解析查询时，MongoDB自动计算哈希值。应用程序也不会需要计算哈希值。

尽管一系列分片键可能是“接近”的，但它们的散列值不太可能在同一块上。基于散列值的数据分发有助于更均匀的数据分发，尤其是在分片键单调更改的数据集中。

但是，散列分布意味着对分片键的基于范围的查询不太可能针对单个分片，从而导致更多的集群范围 广播操作

有关更多信息，请参见哈希分片。

远程分片¶

远程分片涉及根据分片键值将数据划分为多个范围。然后，根据分片键值为每个块分配一个范围。

值为“ close”的一系列分片键更有可能驻留在同一块上。这允许有针对性的操作，因为mongos可以将操作仅路由到包含所需数据的分片。

远程分片的效率取决于选择的分片密钥。分片密钥考虑不周全会导致数据分布不均，这可能会削弱分片的某些优势或导致性能瓶颈。请参阅 分片密钥选择以了解远程分片。

有关更多信息，请参见远程分片。

分片群集中的区域¶

在分片群集中，您可以基于shard key创建分片数据区域。您可以将每个区域与集群中的一个或多个分片关联。分片可以与任意数量的区域关联。在平衡的集群中，MongoDB 仅将区域覆盖的块迁移到与该区域关联的碎片。

每个区域覆盖一个或多个分片键值范围。区域覆盖的每个范围始终包括其下边界和上边界。

在定义要覆盖的区域的新范围时，必须使用分片键中包含的字段。如果使用复合分片键，则范围必须包含分片键的前缀。有关更多信息，请参见区域中的分片键。

选择分片密钥时，请仔细考虑将来使用区域分片的可能性，因为在对集合进行分片后无法更改分片密钥。

最常见的是，区域用于改善跨多个数据中心的分片群集的数据局部性。

有关更多信息，请参见区域。

分片中的排序规则¶

使用shardCollection带有选项的命令可以分片具有默认排序规则的集合 。成功的分片需要：collation : { locale : "simple" }

• 集合必须有一个索引，该索引的前缀是分片键
• 索引必须具有排序规则 { locale: "simple" }

使用排序规则创建新集合时，在分片集合之前，请确保满足这些条件。

参见shardCollection以获取有关分片和整理的更多信息。

更改流¶

从MongoDB 3.6开始，更改流可用于副本集和分片群集。更改流允许应用程序访问实时数据更改，而不会带来复杂性和拖延操作日志的风险。应用程序可以使用更改流来订阅一个或多个集合上的所有数据更改。

交易¶

从MongoDB 4.2开始，随着分布式事务的引入，分片群集上可以使用多文档事务。

在提交事务之前，在事务外部看不到在事务中进行的数据更改。

但是，当一个事务写入多个分片时，并非所有外部读取操作都需要等待已提交事务的结果在所有分片上可见。例如，如果提交了一个事务，并且在分片A上可以看到写1，但是在分片B上仍然看不到写2，则外部读处于读关注状态 "local"可以读取写1的结果而看不到写2。

有关详细信息，请参见：

• 交易次数
• 生产注意事项
• 生产注意事项（共享群集）