面试题：MongoDB手动分片操作之数据分布

Question

在MongoDB手动分片操作中，简述片键（shard key）是如何影响数据在各个分片上分布的？

Answer 1

片键对数据在MongoDB分片上分布的影响

1. 决定数据划分：片键是集合文档中的一个或多个字段，MongoDB依据片键的值将集合中的数据划分为不同的块（chunks）。例如，若片键为“user_id”，则根据“user_id”值的范围来划分数据块。
2. 分布均匀性：合理选择片键能使数据在各个分片上均匀分布。若片键选择得当，如选择一个有足够多样性且分布相对均匀的字段（像时间戳字段在数据按时间均匀产生时），块会相对均匀地分布到各个分片，避免某个分片数据量过大，提升整体存储和查询性能。若片键选择不当，比如选择了取值有限且分布极不均匀的字段，会导致数据倾斜，部分分片负载高，部分分片负载低。
3. 查询性能：片键影响查询路由。当查询条件包含片键字段时，MongoDB能快速定位到存储相关数据的分片，减少不必要的跨分片查询。例如，查询“user_id = 123”的文档，若“user_id”是片键，MongoDB可直接找到对应分片获取数据，提升查询效率。若查询不涉及片键，可能需要在多个分片间查询，增加查询时间。
4. 数据移动：当数据块大小超过配置阈值或进行负载均衡时，MongoDB会移动数据块到其他分片。片键决定哪些数据会一起移动，因为数据块是基于片键值划分的。例如，基于“user_id”划分的块，当需要移动时，该块内所有与“user_id”相关的数据会一同移动到新的分片。