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mongodb 数据块的迁移流程介绍

来源:互联网 作者:佚名 时间:2022-07-30 03:20
1. 基本概念1.1 Chunk(数据块) 表示特定服务器上面, 连续范围的分片键值所包含的一组数据 ,是一个逻辑概念。 例如,某数据块记录如下: { " _id " : " chunk-a " , // 数据块Id " ns " : "
1. 基本概念 1.1 Chunk(数据块)

表示特定服务器上面,连续范围的分片键值所包含的一组数据,是一个逻辑概念。

例如,某数据块记录如下:

{
    "_id" : "chunk-a",  // 数据块Id
    "ns" : "user.address",  // 该数据块对应的数据库名和表名
    "min" : {               // 该数据块对应的分片键值的起始值(包含),是“Shi Jiazhuang”
        "city" : "Shi Jiazhuang"
    },
    "max" : {               // 该数据块对应的分片键值的结束值(不包含),是“Nanjjing”
        "city" : "Nan Jing"
    },
    "shard" : "repa"        // 该数据块存储在repa分片服务器               
}
// 即该数据块记录表示,数据库user中的表address中的“city”字段中,其值从“Shi Jiazhuang”(包含)到“Nan Jing”(不包含)这段连续区间的数据,都存储在名为repa的分片服务器。

 

1.2 Chunk Size(数据块大小)

数据块所对应的数据,如果超过64M(默认值),则会被系统自动切分为两个数据,即数据块会从1块切分为2块,图示如下:

 

1.3 Migration(数据块迁移)

mongodb有一个后台的平衡器进程,它会监控各个分片服务器上面的数据块的数量,如果发现不同的分片服务器上面数据块的数量差异,超过阈值,则会启动数据块迁移任务,

直至不同的分片服务器之间的数据块的数量差异落在阈值之内,图示如下:

 

1.4 Migration Thresholds(迁移阈值)

数据块的迁移阈值,是和该表的数据块总数相关的,具体如下:

数据块总数量 阈值 小于20 2 20-79 4 大于等于80 8

 

    2. 迁移流程

数据块的迁移对于用户和应用层来说是透明的,当然可能会有些性能的损失,整个迁移流程有5个步骤(捐献方是数据块原节点,接收方是数据块的新节点),图示如下

 

各个步骤的内容如下:

1. 捐献方启动了一个内部的数据块迁移命令给目标节点,同时在数据块迁移期间,对于该数据块的请求依然路由到捐献方。

2. 接收方到捐献方拉取该块的存量数据。

3. 接收方需要到捐献方再请求在步骤2执行期间的增量变更数据(新增、更新和删掉)。

4. 捐献方等待接收方全部拉取完增量数据或者差量数据小于一定阈值,即进入临界区,此时会阻塞所有捐献方的更新操作。

5. 数据全部迁移成功后,捐献方会向配置服务器(config server)发送请求,更新该数据块的元数据中的"分片服务器(shard)"的值为接收方,更新期间也会阻塞捐献方的读操作,更新结束后,会解除对读写的阻塞。

 

3. 最佳实践

以上分享了数据块和数据块迁移的一些基本概念和流程,下面是一些最佳实践。

3.1 关于数据块大小的选择

数据块的大小,默认是64M,通常情况下是不需要修改它的,但是有时候该值的大小根据不同的业务场景会带来不同的影响,需要综合多方面的因素来设置该值。

数据块大小太小:通常情况下,较小的数据块大小,会带来更频繁的数据块迁移,数据在集群间的分布会更加均衡,但是如果分片键设置的不够合理,则会产生很多无法切分(split)的大数据块,太大的数据块无法在分片之间迁移,从而导致数据分布的不均衡性,此时需要把数据块大小调大。

数据块大小太大:较大的数据块,意味着更少的数据块迁移,数据在集群间的分布容易出现不平衡,同时也容易产生读写热点(可手动切分),此时需要把数据块大小调小。

3.2 关于数据块迁移对集群性能的影响

数据块迁移除了占用目标节点和源节点的带宽和磁盘读写资源外,在迁移流程中的步骤6会短暂阻塞对该数据块的访问,影响应用的访问,因此建议设置平衡器的活跃时间窗口,设置为业务低估时进行,步骤如下:

1. 连接到mongos。

2. 切换到config数据库

use config

3. 启动平衡器

如果平衡器是关闭状态,则设置活跃时间窗口也是不会做数据迁移的,命令如下:

sh.startBalancer()

4. 修改活跃时间窗口

db.settings.updateOne(
   { _id: "balancer" },
   { $set: { activeWindow : { start : "01:00", stop : "06:00" } } },  // start和stop的格式为"HH:MM",其中HH的取值范围是0到23,MM的取值范围是00到59
   { upsert: true }
)
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