面试题：MongoDB多热点片键设计中常见热点产生原因及简单应对策略

Question

在MongoDB多热点片键设计场景下，请阐述常见的导致片键热点产生的原因有哪些？并针对每种原因，简要说明一种相对简单的应对策略。

Answer 1

导致片键热点产生的原因及应对策略

1. 单调递增的片键
   • 原因：如使用时间戳、自增ID等单调递增的字段作为片键，新写入的数据会持续发往同一分片，导致该分片负载过高形成热点。
   • 应对策略：采用哈希分片，对单调递增的字段进行哈希运算，将数据均匀分布到各个分片。例如对时间戳字段 timestamp，使用 hash(timestamp) 作为片键。
2. 不均匀的数据分布
   • 原因：数据本身在某些值上分布不均匀，比如某个业务字段的特定值出现频率极高，若以此为片键，包含该值的数据会集中在某个分片。
   • 应对策略：引入额外的随机前缀或后缀。例如，业务字段 category 分布不均匀，在插入数据时，给 category 字段添加随机前缀 randomPrefix + category 作为片键，使数据更均匀分布。
3. 高并发写入同一范围
   • 原因：应用程序在高并发场景下，大量写入操作集中在片键的某一范围，造成该范围对应的分片成为热点。
   • 应对策略：将大的写入操作拆分成多个小的写入任务，并分散在不同的时间段执行，降低同一时间对特定范围的写入压力。