MongoDB学习笔记：分片

本文更新于2022-01-08，使用MongoDB 4.4.5。

• 单台服务器下创建分片
• 多台服务器下创建分片
  • 重新启动并连接到分片

1. 确保/data/db目录存在且当前系统用户有读写权限。例如（需根据实际情况设置权限）：

   su root
   mkdir -p /data/db
   chmod 0777 /data /data/db
   

2. 启动shell但不连接到任何mongod。

   mongo --nodb
   

3. 创建分片集群（笔者的分片集群有3个分片，块大小为1MB）。会先删除原有数据库目录，再创建数据库目录和文件，启动mongos进程、配置副本集若干mongod进程（默认3个进程）、若干分片副本集的若干mongod进程（笔者指定为3个分片副本集，每个副本集默认1个进程），同时会不断输出所有节点的日志。

   var sharding = new ShardingTest({shards: 3, chunksize: 1});
   

4. 启动shell连接到mongos（笔者使是localhost::20006），可执行查询操作。

   mongo mongodb://localhost:20006
   

   shell提示是“mongos”。

5. 对数据库（笔者使用test数据库）启用分片。

   sh.enableSharding("test");
   

6. 为片键（笔者使用users集合的username字段）建立索引。

   db.users.createIndex({username: 1});
   

7. 根据片键（笔者使用username字段）对集合（笔者使用的users集合为数据库test的集合）分片。之后的查询就可以使用分片。

   sh.shardCollection("test.users", {username: 1});
   

8. 在第一个shell中停止分片集群。会停止mongos进程、配置副本集所有mongod进程、所有分片副本集所有mongod进程。

   sharding.stop();
   

此种方法也可在单台服务器下创建分片（笔者就以此方式使用）。

1. 启动配置服务器

   1. 确保数据目录（笔者的副本集有3个节点，使用/data/db/config0、/data/db/config1、/data/db/config2）存在且当前系统用户有读写权限。例如（需根据实际情况设置权限）：

      su root
      mkdir -p /data/db/config0
      mkdir -p /data/db/config1
      mkdir -p /data/db/config2
      chmod 0777 /data /data/db /data/db/config0 /data/db/config1 /data/db/config2
      

   2. 使用不同的shell启动副本集节点（笔者的副本集名字为config），必需指定绑定的IP（笔者使用0.0.0.0），如果在单台服务器下需指定不同的数据目录（如笔者在上一步所述）和端口（笔者使用40000、40001、40002）。会创建数据库文件。

      mongod --configsvr --replSet config --dbpath /data/db/config0 --port 40000 --bind_ip 0.0.0.0
      mongod --configsvr --replSet config --dbpath /data/db/config1 --port 40001 --bind_ip 0.0.0.0
      mongod --configsvr --replSet config --dbpath /data/db/config2 --port 40002 --bind_ip 0.0.0.0
      

   3. 启动shell连接到任意一个节点（笔者使用端口40000的节点）。

      mongo mongodb://localhost:40000
      

   4. 初始化副本集，会从备份节点中选举出主节点（笔者的副本集名字为config，各节点为localhost:40000、localhost:40001、localhost:40002）。如果副本集曾经初始化，则不用执行此步骤。

      rs.initiate({
      	_id: "config",
      	members: [
      		{
      			"_id": 0,
      			"host": "localhost:40000"
      		},
      		{
      			"_id": 1,
      			"host": "localhost:40001"
      		},
      		{
      			"_id": 2,
      			"host": "localhost:40002"
      		}
      	]
      });
      

2. 启动mongos

   需指定配置服务器（笔者使用的副本集名字为config，各节点为localhost:40000、localhost:40001、localhost:40002。另外，笔者的mongos使用端口60000）。

   mongos --configdb config/localhost:40000,localhost:40001,localhost:40002 --port 60000
   

3. 启动若干个副本集

   1. 确保数据目录（笔者使用3个副本集，每个副本集有1个节点，使用/data/db/shard0-0、/data/db/shard1-0、/data/db/shard2-0）存在且当前系统用户有读写权限。例如（需根据实际情况设置权限）：

      su root
      mkdir -p /data/db/shard0-0
      mkdir -p /data/db/shard1-0
      mkdir -p /data/db/shard2-0
      chmod 0777 /data /data/db /data/db/shard0-0 /data/db/shard1-0 /data/db/shard2-0
      

   2. 使用不同的shell启动副本集节点（笔者的副本集名字为shard0、shard1、shard2），必需指定绑定的IP（笔者使用0.0.0.0），如果在单台服务器下需指定不同的数据目录（如笔者在上一步所述）和端口（笔者使用50000、50001、50002）。会创建数据库文件。

      mongod --shardsvr --replSet shard0 --dbpath /data/db/shard0-0 --port 50000 --bind_ip 0.0.0.0
      mongod --shardsvr --replSet shard1 --dbpath /data/db/shard1-0 --port 50001 --bind_ip 0.0.0.0
      mongod --shardsvr --replSet shard2 --dbpath /data/db/shard2-0 --port 50002 --bind_ip 0.0.0.0
      

   3. 初始化所有副本集（笔者只列出名字为shard0的副本集的步骤。名字为shard1和shard2的副本集，同理）。如果副本集曾经初始化，则不用执行此步骤。

      1. 启动shell连接到副本集节点（笔者示例使用名字为shard0的副本集，其节点的端口为50000。端口为50001和50002的节点，同理）。

         mongo mongodb://localhost:50000
         

      2. 初始化副本集，会从备份节点中选举出主节点（笔者示例使用名字为shard0的副本集，其节点为localhost:50000。名字为shard1的副本集的节点为localhost:50001，名字为shard2的副本集的节点为localhost:50002，同理）。

         rs.initiate({
         	_id: "shard0",
         	members: [
         		{
         			"_id": 0,
         			"host": "localhost:50000"
         		}
         	]
         });
         

4. 将所有副本集转换为分片

   1. 启动shell连接到mongos（笔者为localhost:60000）。

      mongo mongodb://localhost:60000
      

   2. 将所有副本集（即笔者使用的shard0/localhost:50000、shard1/localhost:50001、shard2/localhost:50002）添加为分片。

      sh.addShard("shard0/localhost:50000");
      sh.addShard("shard1/localhost:50001");
      sh.addShard("shard2/localhost:50002");
      

5. 数据分片

   1. 启动shell连接到mongos（笔者为localhost:60000）。

      mongo mongodb://localhost:60000
      

   2. 对数据库（笔者使用test数据库）启用分片。

      sh.enableSharding("test");
      

   3. 为片键（笔者使用users集合的username字段）建立索引。

      db.users.createIndex({username: 1});
      

   4. 根据片键（笔者使用username字段）对集合（笔者使用的users集合为数据库test的集合）分片。之后的查询就可以使用分片。

      sh.shardCollection("test.users", {username: 1});
      

重新启动并连接到分片

对于使用上述方式创建的分片，如需重新启动并连接到分片，只需启动不同的shell执行其中若干个步骤，如下：

mongod --configsvr --replSet config --dbpath /data/db/config0 --port 40000 --bind_ip 0.0.0.0
mongod --configsvr --replSet config --dbpath /data/db/config1 --port 40001 --bind_ip 0.0.0.0
mongod --configsvr --replSet config --dbpath /data/db/config2 --port 40002 --bind_ip 0.0.0.0
mongos --configdb config/localhost:40000,localhost:40001,localhost:40002 --port 60000
mongod --shardsvr --replSet shard0 --dbpath /data/db/shard0-0 --port 50000 --bind_ip 0.0.0.0
mongod --shardsvr --replSet shard1 --dbpath /data/db/shard1-0 --port 50001 --bind_ip 0.0.0.0
mongod --shardsvr --replSet shard2 --dbpath /data/db/shard2-0 --port 50002 --bind_ip 0.0.0.0
mongo mongodb://localhost:60000