面试题：复杂业务场景下MongoDB片键的动态调整策略评估

Question

在一个业务需求频繁变化的MongoDB应用中，前期选择的片键随着业务发展已不能满足性能要求，此时你需要动态调整片键。请详细描述整个动态调整片键的过程、需要考虑的因素以及如何在调整过程中保证业务的连续性和数据的一致性。

Answer 1

动态调整片键过程

1. 评估新片键：分析业务需求，确定新片键应能更好地分散负载和提高查询性能。例如，如果应用主要按时间范围查询，时间字段可能是更好的片键选择。
2. 创建临时集合：在原集合基础上，使用aggregate和$out操作符将数据按新片键规则复制到一个临时集合。例如：

db.originalCollection.aggregate([
   { $match: {} }, 
   { $out: "temporaryCollection" }
]).allowDiskUse(true);

3. 调整分片：对临时集合按新片键进行分片设置，使用sh.shardCollection命令。例如：

sh.shardCollection("yourDB.temporaryCollection", { newShardKey: "hashed" });

4. 数据迁移：使用renameCollection将原集合重命名为备份集合，将临时集合重命名为原集合名。例如：

db.adminCommand({ renameCollection: "yourDB.originalCollection", to: "yourDB.backupCollection" });
db.adminCommand({ renameCollection: "yourDB.temporaryCollection", to: "yourDB.originalCollection" });

5. 清理备份：确认新片键正常工作后，删除备份集合。例如：

db.backupCollection.drop();

需要考虑的因素

1. 数据分布：新片键应确保数据在集群节点间均匀分布，避免热点数据。
2. 查询模式：新片键需适应主要查询模式，提高查询效率。
3. 系统资源：操作过程中可能消耗大量磁盘、网络和CPU资源，要在系统可承受范围内执行。
4. 版本兼容性：操作需考虑MongoDB版本兼容性，不同版本操作略有差异。

保证业务连续性和数据一致性

1. 业务连续性：
   • 选择合适时间：在业务低峰期进行片键调整。
   • 读写分离：调整过程中，读操作可先指向备份集合，写操作直接到临时集合（后续的新原集合）。
   • 负载均衡：确保新片键下集群负载均衡，避免性能下降影响业务。
2. 数据一致性：
   • 事务操作：如果MongoDB版本支持多文档事务，在复制数据和重命名集合时使用事务保证数据一致性。
   • 校验机制：操作完成后，对比备份集合和新集合数据，确保数据无丢失和重复。可通过计算数据哈希值或统计文档数量等方式校验。