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| 總結(jié)/Edison Zhou
MongoDB的一大特色就在于其原生的橫向擴展能力，具體體現(xiàn)就是分片集 。本篇，我們來了解一下MongoDB分片集的機制及其原理 。
1 為什么要分片？
我們都知道，在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫如MySQL中，當數(shù)據(jù)量過大造成事務(wù)執(zhí)行緩慢的時候，減少每次查詢數(shù)據(jù)總量是解決之道 。因為，數(shù)據(jù)量一旦過大，索引也會相應(yīng)增大，這時對索引的維護成本也會增加，進而降低事務(wù)執(zhí)行性能 。這時，我們的總體解決思路一般都是 分表 。
在MongoDB中，當數(shù)據(jù)容量日益增大訪問性能日漸降低時，單庫已有巨大數(shù)據(jù)量如10TB時，我們的解決思路其實也是 分表，只不過在MongoDB中，這叫 分片集 。
分片集是MongoDB提供的一個原生的橫向擴展能力，無需引入其他的中間件就可以輕松實現(xiàn) 。
未分片：
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兩個分片集：
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當使用分片之后，單個分片集的數(shù)據(jù)量就有了限制，從而保證了查詢的性能 。更為重要的是，增加一個分片，使用的時間可控，這就為橫向擴展提供了良好的基礎(chǔ) 。
2 引入分片集的部署架構(gòu)
首先，我們來看看MongoDB常見部署的架構(gòu)，如下圖所示：
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可以看到，MongoDB可以單機運行、可以復(fù)制集運行 也可以 分片集群運行 。復(fù)制集可以保證數(shù)據(jù)的高可用，而分片集群則可以保證橫向擴展性 。
其次，我們來看看一個完整分片集群到底長什么樣，它如下圖所示：
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從上圖所知，整個分片集群會包括如下幾個組成部分：
（1）mongos
mongos是路由節(jié)點，它承上啟下，作為mongodb集群的單一入口，它主要轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序端的請求 并 選擇合適的數(shù)據(jù)節(jié)點進行讀寫，最后合并多個數(shù)據(jù)節(jié)點的返回 。mongos是無狀態(tài)的，一般建議至少部署兩個節(jié)點，推薦三個 。
（2）config
config是配置（目錄）節(jié)點，你可以理解為它存儲了如何分片的規(guī)則，這些規(guī)則就是元數(shù)據(jù)，類似于下表所示的數(shù)據(jù)：
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（3）replica set 復(fù)制集
復(fù)制集節(jié)點就是最終的數(shù)據(jù)存儲節(jié)點了，以復(fù)制集為單位，橫向擴展 。MongoDB允許最大有1024個分片，每個分片的數(shù)據(jù)不重復(fù)，所有分片在一起才可以完整工作 。在實際應(yīng)用場景中，最佳實踐是每個分片的數(shù)據(jù)量盡量不超過3TB，盡可能保持在2TB內(nèi)一個分片，可以提供最佳的讀寫性能 。
這里再介紹一下，一個分片集群內(nèi)部到底包含哪些東西？
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一個集群（Cluster）包括多個分片（Shard），每個分片包含多個塊（Chunk），每個塊包含多個文檔（Document），每個文檔包含了一行含有片鍵（Shard Key）的數(shù)據(jù)，而這個片鍵就是文檔中的一個用來進行分片的字段 。
最后，MongoDB分片集群到底有什么特點？
（1）對于應(yīng)用程序端，它完全透明，不需要額外的特殊處理，只需要對接mongos節(jié)點就行 。
（2）mongos對數(shù)據(jù)自動均衡，應(yīng)用程序端不需要像Memcached一樣做客戶端負載均衡 。
（3）分片集可以做到動態(tài)擴容，無須對已有MongoDB服務(wù)下線 。
以上關(guān)于本文的內(nèi)容，僅作參考！溫馨提示：如遇健康、疾病相關(guān)的問題，請您及時就醫(yī)或請專業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!
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