面试题：MongoDB副本集成员间数据同步的基本机制是什么

Question

请简要阐述MongoDB副本集成员之间数据同步的基本原理和主要步骤。

Answer 1

基本原理

1. 日志记录：主节点（Primary）在执行写操作时，会将这些操作记录到其操作日志（oplog）中。oplog 是一个固定大小的集合，以时间顺序记录了所有影响数据集的写操作。
2. 复制传播：从节点（Secondary）会定期轮询主节点，获取主节点 oplog 中新增的操作记录。从节点通过“心跳”机制与主节点保持联系，确定主节点的状态并获取复制信息。
3. 应用操作：从节点获取到 oplog 中的操作记录后，会按照记录的顺序在本地数据集上重新应用这些操作，从而使从节点的数据与主节点保持同步。

主要步骤

1. 初始化同步
   • 当一个新的从节点加入副本集时，它首先要进行初始化同步。从节点会选择一个主节点作为同步源。
   • 从节点请求主节点发送其数据的完整快照。主节点生成数据快照并将其发送给从节点。
   • 从节点接收到快照后，将其应用到本地，此时从节点拥有了与主节点某一时刻相同的数据状态。
2. 持续同步
   • 初始化同步完成后，从节点开始持续与主节点同步数据。从节点定期向主节点发送心跳信息，请求获取主节点 oplog 中自上次同步后新增的操作记录。
   • 主节点根据从节点的请求，返回相应的 oplog 片段给从节点。
   • 从节点接收到 oplog 片段后，按照操作顺序将其应用到本地数据集上，保持与主节点的数据一致性。
3. 选举与故障恢复
   • 如果主节点发生故障，副本集中的从节点会发起选举。通过投票机制，其中一个从节点会被选举为新的主节点。
   • 新主节点选举产生后，其他从节点会自动与新主节点进行同步，将新主节点的 oplog 应用到本地，以保证整个副本集的数据一致性。