面试题：MongoDB副本集配置的基础步骤

Question

请阐述在MongoDB中配置副本集的基本步骤，包括初始化成员、选举机制等相关要点。

Answer 1

配置副本集的基本步骤

1. 规划节点：确定副本集成员节点（通常一个主节点，多个从节点，还可能有仲裁节点），并确保各节点间网络可达。
2. 安装与配置MongoDB：在每个节点上安装MongoDB，并编辑配置文件（mongod.conf）。配置文件需指定不同的端口（默认27017）、数据存储路径等。例如：

storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb
systemLog:
  destination: file
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
  logAppend: true
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0

3. 启动MongoDB实例：在每个节点上使用配置好的配置文件启动MongoDB实例。例如：mongod -f /etc/mongod.conf。
4. 初始化副本集：
   • 连接到其中一个节点的MongoDB shell，例如：mongo --host <node1_ip>:27017。
   • 在MongoDB shell中，使用rs.initiate()命令初始化副本集。初始化时需要提供一个包含副本集成员信息的配置文档，基本格式如下：

rs.initiate({
  _id: "<replica_set_name>",
  members: [
    { _id: 0, host: "<node1_ip>:27017" },
    { _id: 1, host: "<node2_ip>:27017" },
    { _id: 2, host: "<node3_ip>:27017", arbiterOnly: true } // 可选仲裁节点
  ]
})

选举机制要点

1. 心跳检测：副本集成员通过心跳机制互相监控。主节点定期向从节点发送心跳消息，从节点回复确认消息。如果主节点在一定时间内未收到某个从节点的心跳回复，会认为该从节点不可用。
2. 选举触发：当主节点不可用时（例如网络故障、进程崩溃），副本集将触发选举流程来选出新的主节点。
3. 选举条件：
   • 具有最新的oplog（操作日志）的节点更有优势。
   • 节点的优先级（通过配置文档中的priority字段设置，默认值为1）也会影响选举。优先级高的节点更有可能被选为新主节点。
   • 节点需满足一定的状态条件，如自身状态为SECONDARY且与大多数成员保持连接。
4. 选举流程：
   • 从节点发起选举请求，向其他节点发送投票请求。
   • 其他节点收到投票请求后，根据选举条件进行判断。如果满足条件，会投赞成票；否则投反对票。
   • 当某个节点获得大多数成员（超过副本集成员总数一半）的赞成票时，该节点将被选为新的主节点。新主节点开始接收客户端的写操作，并将操作记录到oplog中，从节点则通过复制oplog来保持数据同步。