MongoDB數據庫的備份與恢復詳解
MongoDB是怎么實現數據的備份與恢復，故障切換以及數據庫服務器的負載均衡等功能的呢？本文我們就介紹這些知識。
備份與恢復
在創建MongoDB服務的時候，通過--dbpath指定目錄就是存放mongdb數據庫文件目錄，我們可以通過復制這些文件實現數據庫的冷備，但是這種方式不太安全。因此在冷備前，要關閉服務器，這個在第一節中介紹過平滑關閉server的命令。
- >use admin
- >db.shutdownServer（）
或者可以通過fsync方式使MongoDB將數據寫入緩存中，然后再復制備份
- >use admin
- >db.runCommand({"fsync":1,"lock":1})
這個時候我往test.foo 插入了一條數據 f:6 ，在執行db.foo.find()后，并沒有查到這條記錄，說明記錄沒有直接寫入數據庫，而是被緩沖到緩存中了。
備份完后，要解鎖（防止這個時候停電或其它原因，導致未緩存中的數據丟失）。
- >use admin
- >db.$cmd.sys.unlock.findOne()
- >db.currentOp() 如果currentOp 只返回{"inprog":[]}結果，說明解鎖成功。
解鎖后，緩存中的數據會寫入數據庫文件中，我們去查詢foo結果。
上面是冷備的方式，我們可以在不停止服務的情況下，使用MongoDB提供的兩個工具來實現備份和恢復。這個兩個工具在MongoDB的bin目錄下可以看到：mongodump.exe/mongorestor.exe
mongodump.exe備份的原理是通過一次查詢獲取當前服務器快照，并將快照寫入磁盤中，因此這種方式保存的也不是實時的，因為在獲取快照后，服務器還會有數據寫入，為了保證備份的安全，同樣我們還是可以利用fsync鎖使服務器數據暫時寫入緩存中。
備份命令：
- ......bin>mongodump -d test -o backup //（ backup是備份目錄，默認創建到bin目錄）
恢復命令： （可以在恢復前往foo表插入一條記錄 g:7）
- .....bin>mongorestore -d test --drop backup/test/
看一下運行結果：
以上就是mongodb的備份和恢復過程。當數據庫文件出現問題或者損壞時，MongoDB還提供了修復數據文件的命令。
在啟動mongod服務時通過--repair 修改：
- ....bin>mongod --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\master" --repair
另外我們也可以在mongo shell 中修復正在運行的數據庫存
- >use test
- >db.repairDataBase()
#p#
接下來我們在來看一下另外二種讀擴展式的備份機制。
Master-Slave
主從復制模式：即一臺主寫入服務器，多臺從備份服務器。從服務器可以實現備份，和讀擴展，分擔主服務器讀密集時壓力，充當查詢服務器。但是主服務器故障時，我們只能手動去切換備份服務器接替主服務器工作。這種靈活的方式，使擴展多如備份或查詢服務器相對比較容易，當然查詢服務器也不是無限擴展的，因為這些從服務器定期在輪詢讀取主服務器的更新，當從服務器過多時反而會對主服務器造成過載。
我們以之前創建的端口為27017做為主服務器，再創建個端口為27018從服務器
重新啟動27017為主服務器 --master 主服務器
- ....bin>mongod --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\master" --master
創建27018為從服務器 --slave 從服務器 --source 指定主服務器
- ....bin>mongod --port 27018 --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\slave27018" --slave --source localhost:27017
主服務器可以通過自己local庫的slave集合查看從服務器列表
從服務器可以通過自己local庫的source集合查看主服務器信息或維護多個主服務器。 （一個slave服務器可以服務多個master服務器）
或者我們可以通過http console查看狀態
Replica Sets
副本集模式：具有Master-Slave模式所有特點，但是副本集沒有固定的主服務器，當初始化的時候會通過多個服務器投票選舉出一個主服務器。當主服務器故障時會再次通過投票選舉出新的主服務器，而原先的主服務器恢復后則轉為從服務器。Replica Sets的在故障發生時自動切換的機制可以極時保證寫入操作。
創建多個副本集節點 --replSet （注意要區分大小寫，官方建議命名空間使用IP地址）
- ....bin>mongod --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\replset27017" --port 27017 --replSet replset/127.0.0.1:27018
- ....bin>mongod --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\replset27018" --port 27018 --replSet replset/127.0.0.1:27017
- ....bin>mongod --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\replset27019" --port 27019 --replSet replset/127.0.0.1:27017
首先建立3個是為了投票不會沖突，當服務器為偶數時可能會導致無法正常選舉出主服務器。
其次上面3個replset 節點沒有全部串聯起來，是因為replset 有自檢測功可以自動搜索連接其它服務器。
完成上面的工作后，要初始化副本集，隨便連接一臺服務器執行以下命令 (priority 0~1，被選為主服務器的優先級)
- >use admin
- >db.runCommand(
- {"replSetInitiate":{
- "_id":"replset",
- "members":[
- {
- "_id":1,
- "host":"127.0.0.1:27017",
- "priority":1
- },
- {
- "_id":2,
- "host":"127.0.0.1:27018",
- "priority":1
- },
- {
- "_id":3,
- "host":"127.0.0.1:27019",
- "priority":1
- }]}}
- )
查看結果，可以看出127.0.0.1:27017 被自動選為replSet:Primary>
在增加一個從服務器節點
- ....bin>mongod --dbpath "C:\Program Files\mongodb\data\dbs\replset27020" --port 27020 --replSet replset/127.0.0.1:27017
通過rs.add命令往system.replset添加新的從服務器成員
- rs.add("127.0.0.1:27020"); 或者rs.add({"_id":4,"host":"127.0.0.1:27020"})
這里在簡單的介紹一下Master Slave/ Replica Sets 備份機制，這兩種模式都是基于主服務器的oplog 來實現所有從服務器的同步。
oplog記錄了增刪改操作的記錄信息（不包含查詢的操作），但是oplog有大小限制，當超過指定大小，oplog會清空之前的記錄，重新開始記錄。
Master Slave方式主服備器會產生 oplog.$main 的日志集合。
Replica Sets 方式 所有服務器都會產生oplog.rs 日志集合。
兩種機制下，所有從服務器都會去輪詢主服務器oplog日志，若主服務器的日志較新，就會同步這些新的操作記錄。但是這里有個很重要的問題，從服務器由于網絡阻塞，死機等原因無法極時同步主服務器oplog記錄：一種情況 主服務器oplog不斷刷新，這樣從服務器永遠無法追上主服務器。另外一種情況，剛好主服務器oplog超出大小，清空了之前的oplog，這樣從服務器就與主服務器數據就可能會不一致了，這第二種情況，我是推斷的，沒有證實。
另外要說明一下Replica Sets 備份的缺點，當主服務器發生故障時，一臺從服務器被投票選為了主服務器，但是這臺從服務的oplog 如果晚于之前的主服務器oplog的話，那之前的主服務器恢復后，會回滾自己的oplog操作和新的主服務器oplog保持一致。由于這個過程是自動切換的，所以在無形之中就導致了部分數據丟失。
關于MongoDB備份與恢復的知識就介紹到這里了，希望能夠帶給您收獲。
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