详解MongoDB4.0构建分布式分片群集

前言

MongoDB是一个文档数据库,具有高性能、易于扩展等优点,并且采用分布式的方式存储数据.但是,随着数据量的增加,单个MongoDB服务器可能会遇到瓶颈,这时就需要使用MongoDB的分片群集来解决问题.

构建分片群集

要构建MongoDB的分片群集,需要完成以下几个步骤：

启动config服务器,config服务器是用来存储集群的元数据,需要使用以下命令来启动config服务器.

其中,rs0是config服务器的副本集名称,/data/configdb是config服务器的数据存储目录.

启动分片服务器,用来存储实际的数据块,需要使用以下命令启动分片服务器.

其中,rs1是分片服务器的副本集名称,/data/shard1是分片服务器的数据存储目录.

将分片服务器加入到群集中,需要使用以下命令将分片服务器加入到群集中.

将数据库和集合分片,将数据分散到多个分片服务器上,需要使用以下命令将数据库和集合分片.例如,将mydb的mycoll集合按照score字段进行分片,需要执行以下命令.

sh.enableSharding("mydb") sh.shardCollection("mydb.mycoll", { score: 1 })

其中,mydb是数据库名称,mycoll是集合名称,score是分片键.

示例一

假设我们有一个students集合,其中包含了学生的学号、姓名和成绩.我们想要按照成绩字段进行分片,这样就可以将数据分散到多个分片服务器上,提高查询速度.

首先,我们需要启动一个config服务器、一个mongos服务器和两个分片服务器,分别使用以下命令启动.

mongod --configsvr --replSet rs0 --bind_ip localhost --port 27017 --dbpath /data/configdb
mongod --shardsvr --replSet rs1 --bind_ip localhost --port 27018 --dbpath /data/shard1
mongod --shardsvr --replSet rs2 --bind_ip localhost --port 27019 --dbpath /data/shard2
mongos --configdb rs0/localhost:27017 --bind_ip localhost --port 27020

然后,我们需要将分片服务器加入到群集中,分别执行以下命令.

rs.initiate({_id:"rs1", members:[{_id:0,host:"localhost:27018"}]})
rs.initiate({_id:"rs2", members:[{_id:0,host:"localhost:27019"}]})

此时此刻呢,我们需要将数据库和集合分片,执行以下命令.

sh.enableSharding("test")
sh.shardCollection("test.students", { score: 1 })

现在,我们已经将分片群集搭建好了,可以开始插入数据进行测试了.我们可以使用以下代码插入1000条数据.

import pymongo
import random

client = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27020")
db = client.test
students = db.students

for i in range(1000):
  student = {
"id": i,
"name": "student" ◆ str(i),
"score": random.randint(60,100)
  }
  students.insert_one(student)

count = students.find({"score": {"$gt": 90}}).count()
print(count)

示例二

假设我们有一个orders集合,其中包含了订单的编号、商品名称和数量.我们想要按照商品名称进行分片,这样就可以将同一商品的订单分布到同一个分片服务器上,提高查询速度.

mongod --configsvr --replSet rs0 --bind_ip localhost --port 27017 --dbpath /data/configdb
mongod --shardsvr --replSet rs1 --bind_ip localhost --port 27018 --dbpath /data/shard1
mongod --shardsvr --replSet rs2 --bind_ip localhost --port 27019 --dbpath /data/shard2
mongos --configdb rs0/localhost:27017 --bind_ip localhost --port 27020

rs.initiate({_id:"rs1", members:[{_id:0,host:"localhost:27018"}]})
rs.initiate({_id:"rs2", members:[{_id:0,host:"localhost:27019"}]})

sh.enableSharding("test")
sh.shardCollection("test.orders", { product: 1 })

import pymongo
import random

client = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27020")
db = client.test
orders = db.orders

products = ["apple", "banana", "orange"]

for i in range(1000):
  order = {
"id": i,
"product": products[random.randint(0,2)],
"quantity": random.randint(1,100)
  }
  orders.insert_one(order)

这时,我们可以使用以下代码查询商品为apple的订单数量.

count = orders.find({"product": "apple"}).count()
print(count)

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