MongoDB數據庫架構

MongoDB存儲引擎

存儲引擎負責管理數據存儲，包括內存和磁盤，解決數據的存儲和磁盤的交互
mongodb的存儲引擎可以自由的替換，但是要符合mongoDB的API

mongoDB官方支持的存儲引擎

WiredTiger是3.2之后默認使用的存儲引擎：提高了更良好的鎖并發機制，可以支持文檔級別的鎖
MMAPv1是3.2之前的使用的存儲引擎，在鎖機制這一塊兒不是太好
In-Memory是企業版支持從存儲引擎
Encrypted是企業版支持的存儲引擎，加密存儲引擎

第三方

RocksDB是facebook出的一個nosql存儲引擎，主要是解決寫入并發的性能，也可以結合mysql使用
TerarKDB是解決存儲空間的優化和查詢性能的優化
阿里云數據庫mongoDB版擴展支持的存儲引擎

命令查看服務狀態信息

db.serverStatus()

查看服務引擎

db.serverStatus().storageEngine

db.serverStatus().storageEngine
{
“name” : “wiredTiger”,
“supportsCommittedReads” : true,
“oldestRequiredTimestampForCrashRecovery” : Timestamp(0, 0),
“supportsPendingDrops” : true,
“dropPendingIdents” : NumberLong(0),
“supportsSnapshotReadConcern” : true,
“readOnly” : false,
“persistent” : true,
“backupCursorOpen” : false
}

MongoDB數據邏輯架構

固定集合Capped:定義了一個集合容量(數據大小)固定，超過了運行淘汰，設定一個淘汰機制，例如先進先出，場景：數據排隊的消息隊列，在MongoDB內部做主從復制的時候，使用了base集合，使用固定容量大小的存儲日志同步到從服務器

集合Collection

類似與關系型數據庫中的表Table

MogonDB數據庫可以包含多個集合,一個集合可以包含多個文檔(Document)

如果集合不存在，MongoDB會在保存第一條數據的時候創建

可以使用db.createCollection()創建集合

集合不限制文檔doucment的字段架構

MongoDB 3.2 開始可以啟用Schema Validation 強制驗證文檔結構

MongoDB還提供了Capped Collection 固定容量大小的集合

db.createCollection(“log”,{capped:true,size:5242880,max:5000})

max:5000 文檔的個數，兩個都指定滿足一個就行

use deerlili show collections db.users.stats() {"ns" : "deerlili.users","size" : 1717,"count" : 22,"avgObjSize" : 78,"storageSize" : 36864,"capped" : false,"wiredTiger" : {"metadata" : {"formatVersion" : 1}... }

MongoDB文檔模型與BSON

• Doucment文檔，類似于關系型數據庫中的行Row,數據基本單元
• 文檔結構類似于JSON文檔，存儲鍵值對數據
• MongoDB保存數據的基本格式是BSON Doucment
• BSON是二進制的JSON，目的的節約存儲空間
• MongoDB的文檔支持更豐富的數據類型
• _id是默認的主鍵，使用的是ObjectId類型保證唯一，也可以自定義
• 字段存儲有特定的順序，允許嵌套復雜類型，如文檔類型的數據
• 除了數據使用文檔、查詢、過濾、索引管理等功能也全部使用文檔
• BSON文檔大小有16M的限制，就是一行的數據16M
• 超出16M限制的數據可以使用GridFS存儲

MongoDB文檔模型設計原則

數據模型兩種方式

Normalized 范式
Denormalized 反范式

MongoDB文檔結構分為

引用式：也就是RDBMS中的外鍵關聯
嵌入式：也就是Doucment文檔中的內嵌結點

MongoDB日志Log機制(Journal)

• 為了防止突發故障導致的數據丟失，MongoDB提供了日志機制
• WiredTiger使用前寫日志write-ahead transaction log和Checkpoint檢查點一起來確保數據正確持久性
• 如果MongoDB日志存在檢查點，就使用日志重放功能修改直到上一個檢查點
• 日志使用了snappy壓縮庫
• 最小日志大小128字節，小于此大小不啟用壓縮
• 單節點，不啟用日志，可能導致數據修改丟失
• WiredTiger引擎日志默認大小100ms毫秒刷一次磁盤，日志大小最大100M,超過會自動創建新文件
• WiredTiger引擎會自動刪除直到上一個checkpoint的日志文件

配置文件

locate mongod.conf
一般在在/etc/mongod.conf

Mongod.conf 控制日志

深入MongoDB日志模式底層原理

控制WiredTiger日志持久化

• MongoDB的日志在dbpath目錄下的Journal目錄下
• 啟動參數--journal開始啟用--nojournal關閉，也可以配置文件關閉
• WiredTiger默認提交日志時間的間隔100毫秒
• 3.2版本WiredTiger寫入日志間隔默認50毫秒
• 3.6以后WiredTiger設置檢查點間隔是60秒
• 如果寫入操作設置了j:true,引擎會立即寫磁盤
• 日志大小最大100M,超過會自動創建新文件
• 如果強制關閉Mongod進程可能會導致日志丟失
• 使用storage.journal.commitIntervalMs控制間隔
• In-Memory引擎不支持此參數
• MMAPv1引擎默認提交日志時間的間隔30毫秒
• WiredTiger引擎自動刪除直到上一個checkpoint的日志文件

MongoDB面試題

Document內嵌vs引用
Embedding內嵌：快速讀取、數據冗余、數據更新時候比較復雜
Linking引用：節約空間,關系靈活,數據更新比較簡單、需要從多個表讀數據

MongoDB存儲引擎主要有哪些？

幾種主流存儲引擎的差異？優缺點？

MongoDB日志結構

MongoDB恢復數據庫數據的原理？

BSON如何保證數據的序列化？

MongoDB文檔模型？

MongoDB文檔模型的優缺點？

如何控制MongoDB日志寫入時間？

總結

以上是生活随笔為你收集整理的M05-MongoDB数据库核心知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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