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云数据库MongoDB FAQ
MongoDB 功能定位是怎样的？
MongoDB 介于Memcached 和关系型数据库之间，扩展性和性能上， MongoDB 更接近于 Memcached，功能上，MongoDB 更接近于关系型数据库。
MongoDB 部署模型是怎样的？
在生产环境中，MongoDB 经常会部署成一个三节点的复制集，或者一个分片集群。
1. 当 MongoDB 部署为一个复制集时，应用程序通过驱动，直接请求复制集中的主节点，完成读写操作。 另外两个从节点，会自动和主节点同步，保持数据的更新。
2. 当 MongoDB 被部署为一个分片集群时，应用程序通过驱动，访问路由节点，也就是 Mongos 节点 Mongos 节点会根据读写操作中的片键值，把读写操作分发的特定的分片执行，然后把分片的执行结果合并，返回给应用程序。
MongoDB 复制集主节点遇到故障会如何处理？
在集群运行的过程中，万一主节点遇到故障，两个从节点会在几秒的时间内选举出新的主节点，继续支持应用的读写操作。
MongoDB 分片集群中集群数据是如何分布的？
元数据记录在 Config Server 中，这也是一个高可用的复制集。每个分片管理集群中整体数据的一部分，也是一个高可用复制集。此外，路由节点，也就是 Mongos 节点在生产环境通常部署多个。这样，整个分片集群没有任何单点故障。
MongoDB 和关系型数据的有哪些概念可以对应？
关系型数据通常有数据库和表的概念，对应在 MongoDB 里有数据库和集合关系;数据库有主表和子表，对应 MongoDB 通常使用内嵌的子文档或内嵌数组;关系型数据里有 Index 索引，MongoDB也有类似概念;关系数据库里一条数据称为一行，MongoDB 称为一个文档 Document;关系型数据库里面的列，对应到 MongoDB 成为一个字段 Field;关系数据库里面经常使用 Join 连接操作，对应 MongoDB 通常使用内嵌方式解决,如果使用 Linking 方式，对应使用$Lookup 操作符也可支持左外链接;关系型数据库里面还有视图，对应 MongoDB 也有只读视图和按需物化视图;关系型数据库里面会有 ACID 的多记录事务，对应的 MongoDB 里面会有 ACID 的多文档事务。
MongoDB 数据结构是怎样的？
MongoDB 采用 JSON 文档结构，支持如下数据格式： 字符串、数字、布尔、空值、数组、对象。
为什么 MongoDB 只有左连接？
反范式设计
读取效率低下
Join 这种操作上是违反MongoDB 设计的初衷的，这样操作经常要对两个表的不同数据进行连接操作，这些数据在物理存储的时候，通常不是在相邻的区域里面，读取的效率比较低
分布式环境
MongoDB 是一个分布式的环境，校验操作的左右两边如果都是一个分片的表，当进行 Join 操作的时候，左边有一个又有一条数据，它可能在分片一上要连接的一个数据可能在分片二上，下一条数据可能又是另外一种情况，这种情况下数据库很难保证整个操作的性能。
MongoDB 频繁的插入和删除会有什么问题？
MongoDB数据库在长期频繁地删除写入数据或批量删除了大量数据后，将产生很多物理空间碎片。这些碎片会占用磁盘空间，降低磁盘利用率。
MongoDB 磁盘碎片率如何计算？
# 一次性查看所有collection碎片率
function getCollectionDiskSpaceFragRatio(dbname, coll) {
var res = db.getSiblingDB(dbname).runCommand({
collStats: coll
});
var totalStorageUnusedSize = 0;
var totalStorageSize = res['storageSize'] + res['totalIndexSize'];
Object.keys(res.indexDetails).forEach(function(key) {
var size = res['indexDetails'][key]['block-manager']['file bytes available for reuse'];
print("index table " + key + " unused size: " + size);
totalStorageUnusedSize += size;
});
var size = res['wiredTiger']['block-manager']['file bytes available for reuse'];
print("collection table " + coll + " unused size: " + size);
totalStorageUnusedSize += size;
print("collection and index table total unused size: " + totalStorageUnusedSize);
print("collection and index table total file size: " + totalStorageSize);
print("Fragmentation ratio: " + ((totalStorageUnusedSize * 100.0) / totalStorageSize).toFixed(2) + "%");
}
use xxxdb
db.getCollectionNames().forEach((c) => {print("\n\n" + c); getCollectionDiskSpaceFragRatio(db.getName(), c);});
MongoDB 主备切换时机是什么时候？
1. 主节点不可用；
2. 新增节点（更高的 Priority）；
3. 主动运维，rs.stepDown() or rs.reconfig()
MongoDB 主备切换流程是怎样的？
1. 副本集之间保持心跳（默认 2 秒探测一次）；
2. 如果超出 ElectionTimeoutMillis（默认 10 秒）没有探测到主节点，Secondary 节点 会发起选举，发起前检查自身条件：Priority 是否大于0、当前状态是否够新；
3. 在真正选举前，会先进行一轮空投（Dry-Run），避免当前 Primary 无意义的降级（ StepDown），因为 Primary 收到其他节点且 Term 更高的话则会降级；
4. Dry-Run 成功后，会增加自身的 Term 发起真正的选举，如果收到多数派的选票则选举成功，把新的拓扑信息通过心跳广播到整个副本。
MongoDB 写入一个文档有哪些步骤？
1. 单行事务对表写一条记录
2. MongoDB 会添加一个_ID 字段，会将索引项写到_ID 索引中；
3. 将索引项写到用户创建的索引当中。
4. 唯一索引检查 Key 是否重复，检查索引表里这个记录是否已经存在，如果存在的话则会报错；
5. 写入操作日志到复制表，将写操作同步到 Secondary 节点上。
选择 MongoDB 有哪些技术指标参考？
l 数据量。假设单表里面要保存的处理数据超过亿或者10亿的级别，而且使用挺频繁，这个时候就可以考虑使用 MongoDB。
l 数据结构模型不确定，或者明确会多变
l 高并发读写，MongoDB 通过分片直接支持。
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