面试题：MongoDB副本集成员间通信协议的基础组件有哪些

Question

请简要阐述MongoDB副本集成员间通信协议涉及的基础组件，并说明它们各自的主要功能。

Answer 1

基础组件及主要功能

1. 心跳（Heartbeat）
   • 功能：副本集成员通过心跳机制彼此定期发送消息，以此检测其他成员的存活状态和健康状况。心跳频率通常为2秒一次，若成员在10秒内未收到其他成员的心跳，就会判定该成员不可用。这确保了副本集能实时知晓各成员的状态，及时进行故障转移等操作。
2. 选举协议（Election Protocol）
   • 功能：当主节点（Primary）出现故障时，副本集需要通过选举协议从剩余的从节点（Secondary）中选出新的主节点。选举过程基于多数原则，拥有大多数投票权的节点会被选为新主节点。它保证了副本集在主节点故障后能快速恢复主从结构，维持服务可用性。
3. Oplog（操作日志）
   • 功能：主节点会将所有写操作记录在Oplog中，从节点通过复制Oplog中的记录来保持与主节点数据的一致性。Oplog采用时间戳顺序记录操作，从节点按顺序应用这些操作，从而使副本集内各成员数据保持同步。
4. 同步机制（Synchronization Mechanism）
   • 功能：新加入副本集的节点或因网络问题长时间失联后重新连接的节点，需要与现有主节点或同步源进行数据同步。同步过程可能包括全量同步（Initial Sync），即新节点从同步源获取完整的数据副本；以及增量同步，通过复制Oplog来更新后续的变化，确保节点间数据的一致性。