面试题：MongoDB副本集如何保障基本的数据一致性

Question

在MongoDB副本集中，简述其保障数据一致性的基本机制与流程，比如数据如何从主节点同步到从节点，同步过程中有哪些关键步骤和策略来确保数据的一致性。

Answer 1

1. 基本机制

• 主从复制：MongoDB副本集采用主从复制机制。主节点（Primary）负责处理所有写操作，当写操作发生时，主节点会将写操作记录在其oplog（操作日志）中。从节点（Secondary）会定期从主节点拉取oplog，并在本地重放这些操作，从而保持与主节点的数据同步。

2. 数据同步流程

1. 主节点写操作：客户端向主节点发起写请求，主节点在本地执行写操作，并将该操作记录到oplog中。oplog是一个特殊的固定集合，以时间顺序记录所有写操作。
2. 从节点拉取oplog：从节点通过心跳机制定期与主节点进行通信，以确认主节点的状态并获取oplog的最新位置。从节点会从主节点的oplog中拉取新的操作记录。
3. 从节点重放oplog：从节点获取到oplog后，会按照记录的顺序在本地重放这些写操作，从而使从节点的数据状态与主节点保持一致。

3. 确保数据一致性的关键步骤和策略

• 多数节点确认：MongoDB支持使用写关注（write concern）机制，默认情况下，写操作需要主节点确认写入成功。但可以通过设置写关注级别，要求写操作在多数节点（超过副本集节点数一半）确认写入成功后，才向客户端返回成功响应。这样可以确保即使主节点故障，数据也不会丢失，因为多数节点已经拥有了该数据。
• oplog持久化：主节点的oplog是持久化存储的，即使主节点发生故障重启，oplog中的记录依然存在。从节点拉取oplog时，会记录已同步的位置，在发生网络中断等情况恢复后，能从上次同步的位置继续拉取。
• 心跳检测：副本集成员之间通过心跳机制保持定期通信。心跳不仅用于检测成员的存活状态，还用于传递主节点的oplog位置信息等。如果从节点长时间未收到主节点的心跳，会触发选举机制，重新选出新的主节点。
• 复制延迟监控：可以监控从节点与主节点之间的复制延迟，通过查看从节点的同步状态信息，如rs.printSlaveReplicationInfo()命令获取的信息，及时发现并处理可能导致数据不一致的延迟问题。