什么是NoSQL: - 昊の月

什么是NoSQL:#

NoSQL 数据库（意即“不仅仅是 SQL”）（Not Only SQL）存储数据的方式与关系表不同。NoSQL 数据库的类型因数据模型而异。主要类型包括文档、键值、宽列和图形。它们提供了灵活的模式，可以随大量数据和高用户负载而轻松扩展。

人们使用“NoSQL 数据库”一词时，通常会使用它来指代任何非关系型数据库。有人说“NoSQL”代表“非 SQL”，而另一些人则说“不仅仅是 SQL”。无论哪种方式，大多数人都认为 NoSQL 数据库以更自然、更灵活的方式存储数据。NoSQL 是一种数据库管理方法，而 SQL 只是一种查询语言，与 NoSQL 数据库的查询语言类似。

数据库类型 - NoSQL：#

随着时间的推移，出现了四种主要的 NoSQL 数据库类型：文档数据库、键值数据库、宽列存储数据库和图形数据库如今，多模型数据库也变得相当流行。mongoDB就是文档数据库。

为什么mongoDB：#

Bson: 使用BSON存储数据，BSON（Binary JSON）和 JSON（JavaScript Object Notation）都用于存储和传输数据，但BSON 是 JSON 的二进制扩展，适用于 MongoDB 数据库和 高效存储，特别是当涉及到复杂的数据类型（如日期、二进制数据）时，BSON 更为高效。

动态 Schema： MongoDB 是一个无模式的数据库，允许文档结构（数据模式）在同一个集合中自由变化。这使得它特别适合存储复杂、变动的数据，如用户行为日志、社交媒体数据等。

适应变化： 在传统关系型数据库中，你必须提前定义好表结构。而在 MongoDB 中，数据的结构可以随时调整，不需要进行复杂的迁移或修改表结构操作。

分片（Sharding）： MongoDB 支持水平扩展（Sharding），这意味着可以将数据分布在多个服务器上，实现大规模分布式存储。随着数据量的增加，你可以通过增加服务器节点来扩展存储和处理能力。

自动分片： MongoDB 自动将数据划分成多个片段，并根据负载平衡这些片段，支持跨多个机器的分布式架构。

快速读写： MongoDB 对数据的插入、更新和查询有很高的性能。由于它是基于内存映射的存储引擎，读写操作通常非常快速。

索引支持： MongoDB 支持各种类型的索引，包括单字段索引、复合索引、地理空间索引等，能够大大提高查询性能。

内存映射存储引擎： MongoDB 使用内存映射存储引擎，在磁盘和内存之间高效交换数据，从而提升性能。

体系结构：#

如何创建副本集：#

MongoDB 副本集（Replica Set） 是 MongoDB 提供的一种高可用性和数据冗余的机制。它通过多个 MongoDB 实例（节点）来保证数据的一致性，防止数据丢失，同时提供故障自动恢复能力。

架构：#

一个典型的 MongoDB 副本集由 多个节点 组成，每个节点扮演不同的角色：

主节点：负责处理所有的写入和更新，并将数据同步到从节点
从节点：复制主节点的数据，并可提供只读查询（可选）//默认不响应读请求。
仲裁节点：不存储数据，仅用于参与主节点选举

选举机制：#

何时选举：

Primary 宕机
网络分区
管理员手动触发
Primary 发生资源瓶颈（CPU、内存不足等）

流程：

Secondary 发现 Primary 不可用（大概10S）开始选举
从节点投票，得票最多的 Secondary 成为新 Primary。
旧 Primary 恢复后，会变为 Secondary。

优势：#

MongoDB的副本集（Replica Set）是一组MongoDB进程实例的集合，其中的数据相互复制，并自动进行故障转移。通过MongoDB的数据库复制，系统增加了冗余性，确保了高可用性，简化了管理任务，如备份，并且提升了读取性能。大多数生产部署都会采用复制功能。

故障切换恢复：副本集能够自动进行故障切换和恢复。如果主节点（Primary）掉线或无响应，并且多数副本集成员能够相互连接，系统将选出一个新的主节点。通常情况下，当主节点发生故障、不可用或不适合作为主节点时，在几秒内没有管理员干预，副本集会自动进行故障切换。展现出高可用性

如果MongoDB部署未按预期进行故障切换，则可能出现以下问题：

副本集剩余成员数量少于总数的一半
没有适合成为主节点的成员

回滚（Rollback）：在大多数情况下，回滚操作能够优雅地处理无法进行故障切换恢复的情况。回滚操作发生在主节点（Primary）处理写操作时，但在其他成员尚未成功复制该操作之前主节点掉线。当之前的主节点重新加入副本集并开始进行复制时，会出现回滚操作。如果操作已经成功复制到其他成员，并且这些成员可用且能够连接到大多数副本集成员，则不会发生回滚。回滚操作会删除那些尚未复制到其他成员的操作，以确保数据集的一致性。

关于一致性：在MongoDB中，所有针对主节点（Primary）的读操作都保证与最后一次写操作结果一致。如果客户端配置了允许从次要节点（Secondary）读取的读选项，读操作可能会从没有及时复制更新或操作的次要节点返回结果。在这种情况下，查询操作可能会返回之前的状态。这种行为有时被称为最终一致性，因为次要节点的状态最终会与主节点的状态一致。MongoDB不能保证从次要节点读取的读操作具有强一致性。除非在配置写操作成功后，确保所有节点上的写操作都成功执行，否则无法保证从次要节点读取的一致性。但读性能有很大提升。

创建与连接：#

这里介绍通过docker-compose的方式部署：

1
version: '3.8'
2

3
services:
4
  mongo1:
5
    image: crpi-ki2huoxfwubqvais.cn-beijing.personal.cr.aliyuncs.com/wordpress1234/mymongodb:latest
6
    container_name: mongo1
7
    ports:
8
      - "27017:27017"
9
    command: ["--replSet", "myReplicaSet", "--bind_ip_all"]
10
    networks:
11
      - mongo_network
12

13
  mongo2:
14
    image: crpi-ki2huoxfwubqvais.cn-beijing.personal.cr.aliyuncs.com/wordpress1234/mymongodb:latest
15
    container_name: mongo2
16
    ports:
17
      - "27018:27017"
18
    command: ["--replSet", "myReplicaSet", "--bind_ip_all"]
19
    networks:
20
      - mongo_network
21

22
  mongo3:
23
    image: crpi-ki2huoxfwubqvais.cn-beijing.personal.cr.aliyuncs.com/wordpress1234/mymongodb:latest
24
    container_name: mongo3
25
    ports:
26
      - "27019:27017"
27
    command: ["--replSet", "myReplicaSet", "--bind_ip_all"]
28
    networks:
29
      - mongo_network
30

31
networks:
32
  mongo_network:
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    driver: bridge

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//进入一个容器初始化
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rs.initiate(
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...    {
4
...       _id: "myReplicaSet",
5
...       members: [
6
...          { _id: 0, host: "your-ip:27017" },
7
...          { _id: 1, host: "your-ip:27018" },
8
...          { _id: 2, host: "your-ip:27019" }
9
...       ]
10
...    }
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... )
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rs.status()//检查是否初始化成功

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package main
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import (
4
  "context"
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  "fmt"
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  "log"
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8
  "go.mongodb.org/mongo-driver/bson"
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  "go.mongodb.org/mongo-driver/mongo"
10
  "go.mongodb.org/mongo-driver/mongo/options"
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)
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func main() {
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  // MongoDB 副本集连接字符串
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  uri := "mongodb://yourip17,yourip:27018,yourip:27019/?replicaSet=myReplicaSet"
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  // 设置连接客户端的配置
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  clientOptions := options.Client().
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    ApplyURI(uri).
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    SetReadPreference(readpref.Secondary()) // 只从 Secondary 读取
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22
  // 连接到 MongoDB
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  client, err := mongo.Connect(context.Background(), clientOptions)
24
  if err != nil {
25
    log.Fatalf("Failed to connect to MongoDB: %v", err)
26
  }
27
  defer client.Disconnect(context.Background())
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29
  // 检查连接是否成功
30
  err = client.Ping(context.Background(), nil)
31
  if err != nil {
32
    log.Fatalf("Failed to ping MongoDB: %v", err)
33
  }
34
  fmt.Println("Connected to MongoDB!")
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36
  // 选择数据库和集合
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  collection := client.Database("test").Collection("mycollection")
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  // 执行一个简单的查询
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  var result bson.M
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  err = collection.FindOne(context.Background(), bson.D{}).Decode(&result)
42
  if err != nil {
43
    log.Fatalf("Failed to find a document: %v", err)
44
  }
45

46
  // 输出查询结果
47
  fmt.Printf("Found document: %v\n", result)
48
}