一、问题引出
假设我们生产上的mongodb是单实例在跑，如果此时发生网络发生问题或服务器上的硬盘发生了损坏，那么这个时候我们的mongodb就使用不了。此时我们就需要我们的mongodb实现高可用，当一个mongod实例出现问题后，其余的mongod实例可以继续提供服务，即自动故障转移。mongodb的复制集(replica set)就可以实现我们的这个需求。
二、什么是复制集
mongodb的复制集指的是一组拥有相同实例的mongod实例所组成的集群。其中有一台服务器充当主节点(Primary Node),主节点可以实现数据的写入和读取操作。其余的节点可以充当备份节点(Secondary Node),备份节点用于保存主节点的数据备份，如果主节点挂了，那么Secondary Node会被选举中Primary Node。在mongodb 中还存在一种仲裁节点(Arbiter Node),仲裁节点只是用于进行投票选举Primary Node,不进行数据的存储。
三、复制集小知识点
1、在复制集中，主节点(primary Node)是唯一的，但是它是不固定的，当主节点宕机后，会重新选举出新的主节点。
2、仲裁节点(Arbiter Node)无法进行存储数据，只是用于充当选举的
3、当复制集中的节点 <= 1/2 时集群只可以读，不可进行写入。
4、对于同一个复制集而言，其配置参数 replSet 的值必须是一样的。
5、数据目录必须要先存在，否则会报错。
6、在window 上使用 --config 指定启动mongod的配置文件路径,liunx上使用 -f
7、复制集的初始化必须要在admin集合上进行操作。
8、仲裁节点只可以存在一个。
9、从节点默认不可查询数据，需要 执行 rs.slaveOk(true) 命令后，才可以查询出数据。
10、如果复制集中有某一台机器的性能明显比别的机器好，那么我们希望该节点成为主节点的概率大一些，此时我们就需要设置 priority（0-1000） 属性的值大一些,该值是复制集的参数选项,见下方表格中复制集的初始化。（注意：如果a节点的priority值最大，此时它宕机了，主节点被b节点获取到了，过一段时间a节点恢复了，那么a节点就会再次获取到主节点，b节点变成从节点。）
11、隐藏节点： priority=0 && hidden=true 该节点拥有和主节点一样的数据，但是不可以被客户端程序发现，使用rs.isMaster()方法无法查询到此节点，rs.status() 可以看到此节点。
12、延时节点： priority=0 && hidden=true && slaveDelay=3600 表示和主节点的数据延时3600秒，即该节点的数据和主节点的数据会存在一个小时的延时。
13、如果要对复制集的某个节点进行维护，那么可以先将这个节点关闭，然后注释掉这个节点中的配置文件中的replSet属性，以单节点的方式启动，维护好后，关闭节点，恢复这个属性，然后再以复制集进行启动。
四、复制集节点数量
在mongodb的复制集中，如果要一个复制集是可用的，那么存活的节点数必须要 > 1/2 的总节点数，即当有一个4个节点的复制集和3个节点的复制集，当复制集不可用时，都是有2个节点挂掉，此时存活的节点会降级成从节点。所以我们复制集一般使用奇数个几点，假设我们没有那么多的机器，那么我们可以添加一个仲裁节点。
大多数原则：当集群中的存活的节点数量小于集群总数的 1/2时，集群不可用。
大多数原则举例：假设我们有2个机房，上海机房和北京机房，总共署了7个节点，其中上海机房有4个mongod节点，北京机房有3个mongod节点，主节点在上海机房。此时北京机房的网络发生问题无法连接到上海的机房，如果没有大多数原则，那么北京机房将发生master选举，此时就会存在mongodb集群中就会存在2个主节点。如果存在大多数原则，因为总节点是7个，北京机房只有3个节点，3个节点小于总节点的1/2，因此不会发生master选举。
五、创建一个复制集（此处创建一个主节点，2个备份节点的复制集）
| 机器(host) | mongodb端口(port) | 配置文件(etc) |
| 192.168.244.1 | 28001 | D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\etc\28001.conf |
| 192.168.244.1 | 28002 | D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\etc\28002.conf |
| 192.168.244.1 | 28003 | D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\etc\28003.conf |
** 配置文件的内容
| 28001.conf | #mongodb端口 port=28001 #绑定ip，只有这个ip才可以访问上mongodb # 日志文件的路径 # 数据文件的目录 #日志以追加的方式存在 # mongodb进程的pid的值将存入此文件 |
| 28002.conf | port=28002 |
| 28003.conf | port=28003 bind_ip=192.168.244.1 logpath=D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\log\28003.log dbpath=D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\data\28003\ logappend=true pidfilepath=D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\data\28003.pid oplogSize=1024 replSet=rs-study |
注意：
1、三个配置文件的 replSet 的值必须是一致的。 2、dbpath这个目录必须要先存在。
3、oplogSize的值但是是MB,这个值最好大一些，这个值决定了主节点上local数据库中oplog这个固定集合的大小，从节点从这个固定集合中实现数据的复制。
4、oplog的默认大小：(对于windows和unix系统，默认是系统磁盘可用的5%,不同的引擎存在不同的上下限)
** 启动mongodb
| 28001 | mongod --config "D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\etc\28001.conf" |
| 28002 | mongod --config "D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\etc\28002.conf" |
| 28003 | mongod --config "D:\Program Files\MongoDB\rs\rs-study\etc\28003.conf" |
** 连上28001,执行复制集的初始化
| 连上： | mongo 192.168.244.1:28001 |
| 初始化： | use admin rs.initiate({ _id : "rs-study", members : [ {_id : 0,host : "192.168.244.1:28001","priority":10}, {_id : 1,host : "192.168.244.1:28002"}, {_id : 2,host : "192.168.244.1:28003"} ] }); |
注意：
1、在连上mongod时，必须要指定 192.168.244.1,因为这个参数是在mongodb的配置文件2800*.conf中的bind_ip指定的。
2、复制集的初始化必须要先使用 use admin,即必须要在admin集合上进行操作。
3、最外层 _id 的值为复制集中 replSet 的值，里面members中的 _id 的值不可重复。
4、priority(0-1000)属性的默认值为1，此值越大越有可能成为主节点。
** 初始化副本集
六、复制集的基本操作方法
| 方法 | 作用 | 描述 |
| rs.initiate({}) | 初始化复制集 | 1、use admin 2、执行此方法 |
| rs.reconfig() | 重新初始化复制集 | 1、进入到主节点 2、只有该节点可能成为主节点的节点上才可以进行此方法 3、执行此方法会有一瞬间会断开连接，如果此时主库有写操作会有问题 |
| rs.isMaster() | 返回副本集的配置和状态子集 | |
| rs.status() | 查看副本集的状态 | |
| rs.config() | 查看副本集的配置 | |
| rs.stepDown(秒1，秒2) | 将主节点变成从节点 | |
| rs.add({}) | 添加复制集成员 | 1、rs.add("host:port") 2、rs.add({"host":"",....}) 3、rs.add("host:port",true) 添加仲裁节点 |
| rs.addArb("host:port") | 添加仲裁成员 | |
| rs.remove("host:port") | 删除复制集成员 | 1、建议先将需要删除的复制集成员关闭，然后再删除。 2、该命令会短暂的断开并强制重连 |
| rs.slaveOk(true) | 允许复制集上的该成员读取数据 |