面试题：MongoDB片键分发的基础机制

Question

请阐述MongoDB片键分发的基本原理，以及不同类型片键（如哈希片键、范围片键）在数据分布上有何不同？

Answer 1

MongoDB片键分发基本原理

1. 目的：MongoDB 采用分片技术将数据分布在多个服务器（分片）上，以实现水平扩展。片键是决定数据如何分布到各个分片上的关键因素。
2. 工作方式：当写入数据时，MongoDB 根据文档中的片键值计算出一个哈希值（对于哈希片键直接计算哈希，对于范围片键按其值的范围规则），然后根据这个哈希值或范围将文档路由到对应的分片上。每个分片负责存储一部分按片键划分的数据，查询时也依据片键快速定位到相关分片获取数据。

不同类型片键在数据分布上的区别

1. 哈希片键
   • 分布特点：哈希片键通过对片键值计算哈希值来决定数据分布。这种方式能实现数据较为均匀的分布在各个分片上，无论片键值的实际分布情况如何。它可以有效避免数据热点，因为每个哈希值都有大致相同的概率被分配到任何一个分片。
   • 适用场景：适用于写操作频繁且希望均匀分布负载的场景，比如日志记录系统，新数据不断写入，哈希片键能让数据均匀落在不同分片，减少单个分片的写入压力。
2. 范围片键
   • 分布特点：范围片键根据片键值的范围来分布数据。具有相近片键值的数据会被存储在同一个分片上。随着数据的增长，可能会在某一个或几个分片上形成数据热点，因为新插入的数据如果片键值集中在某一范围，会持续写入特定分片。
   • 适用场景：适用于基于范围查询频繁的场景，例如按时间范围查询的业务数据，使用时间作为范围片键，查询某时间段内的数据时，只需要访问存储该时间范围数据的分片，提高查询效率。