mongodb 数据块的迁移流程分析
目录
- 1. 基本概念
- 1.1 Chunk(数据块)
- 1.2 Chunk Size(数据块大小)
- 1.3 Migration(数据块迁移)
- 1.4 Migration Thresholds(迁移阈值)
- 2. 迁移流程
- 3. 最佳实践
- 3.1 关于数据块大小的选择
- 3.2 关于数据块迁移对集群性能的影响
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7个步骤,图示如下
各个步骤的内容如下:
1. 平衡器发送迁移命令给源节点。
2. 源节点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源节点。
3. 目标节点首先创建该数据块上缺失的索引(如果需要的话)。
4. 目标节点到源节点拉取数据。
5. 目标节点需要到源节点再请求在步骤4执行期间的增量变更数据(新增、更新和删掉),如果有则跳转到步骤4,直到没有增量数据。
6. 数据全部迁移成功后,源节点会向配置服务器(config server)发送请求,更新该数据块的元数据中的"分片服务器(shard)"的值为目标节点。
7. 源节点删除本地的该数据块对应的数据。
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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