简介：
mongodb高可用又叫mongodb副本集，主要有两种类型，三种角色

两种类型：

主节点（Primary）类型：数据操作的主要连接点，可读写。
次要（辅助、从）节点（Secondaries）：数据冗余备份节点，可以读或选举

三种角色：

主要成员（Primary）：主要接收所有写操作。就是主节点。
副本成员（Replicate）：从主节点通过复制操作以维护相同的数据集，即备份数据，不可写操作，但可以读操作（需要单独配置）。是默认的一种从节点类型。
仲裁者（Arbiter）：不保留任何数据的副本，只具有投票选举作用。当然也可以将仲裁服务器维护为副本集的一部分，则副本成员同时也可以是仲裁者。也是一种从节点类型。

关于仲裁者的额外说明:
您可以将额外的mongod实例添加到副本集作为仲裁者。仲裁者不维护数据集。仲裁者的目的是通过
响应其他副本集成员的心跳和选举请求来维护副本集中的仲裁。因为它们不存储数据集,所以仲裁器可
以是提供副本集仲裁功能的好方法,其资源成本比具有数据集的全功能副本集成员更便宜。
如果您的副本集具有偶数个成员,请添加仲裁者以获得主要选举中的“大多数”投票。仲裁者不需要专用硬件。
仲裁者将永远是仲裁者,而主要人员可能会退出并成为次要人员,而次要人员可能成为选举期间的主要人员。
如果你的副本+主节点的个数是偶数,建议加一个仲裁者,形成奇数,容易满足大多数的投票。
如果你的副本+主节点的个数是奇数,可以不加仲裁者

1. 副本集的创建

首先需要准备三个mongodb，角色分别是主要成员，副本成员和仲裁者，因为我这里资源有限，三台mongodb分别在同一台机器的不同端口上运行。

主节点为默认端口27017
备用节点端口为27018
仲裁者端口为27019

我这里使用的是apt安装的mongodb，所以通过修改各相关配置文件达到目的，操作如下

1.1 安装mongodb、创建主节点

#主节点安装并启动
mkdir -p /etc/mongod/27017
mkdir -p /data/mongodb/db/27017
chown -R mongodb:mongodb /data/mongodb
wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-4.4.asc | sudo apt-key add -
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu bionic/mongodb-org/4.4 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-4.4.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb-org
cp /etc/mongod.conf  /etc/mongod/27017/mongod.conf
cp /lib/systemd/system/mongod.service /lib/systemd/system/mongod-27017.service
##修改mongod.conf配置文件
sed -r -i 's/(dbPath:)(\s+)(.*)/\1\2\/data\/mongodb\/db\/27017/g' /etc/mongod/27017/mongod.conf
sed -r -i 's/(path:)(\s+)(.*)/\1\2\/var\/log\/mongodb\/mongod-27017.log/g' /etc/mongod/27017/mongod.conf
sed -r -i 's/(port:)(\s+)([0-9]+)/\1\227017/g' /etc/mongod/27017/mongod.conf
###添加关于副本集的配置
sed -r -i 's/#replication:/replication:\n  replSetName: myrs/g' /etc/mongod/27017/mongod.conf
##修改mongod.service配置文件
sed -r -i 's/(ExecStart=\/usr\/bin\/mongod --config)(\s+)(.*)/\1\2\/etc\/mongod\/27017\/mongod\.conf/g' /lib/systemd/system/mongod-27017.service
sed -r -i 's/(PIDFile=)(.*)/\1\/var\/run\/mongodb\/mongod_27017\.pid/g' /lib/systemd/system/mongod-27017.service
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start mongod
sudo systemctl enable mongod

1.2 创建备用节点

mkdir -p /etc/mongod/27018
mkdir -p /data/mongodb/db/27018
cp /etc/mongod.conf  /etc/mongod/27018/mongod.conf
cp /lib/systemd/system/mongod.service /lib/systemd/system/mongod-27018.service
##修改mongod.conf配置文件
sed -r -i 's/(dbPath:)(\s+)(.*)/\1\2\/data\/mongodb\/db\/27018/g' /etc/mongod/27018/mongod.conf
sed -r -i 's/(path:)(\s+)(.*)/\1\2\/var\/log\/mongodb\/mongod-27018.log/g' /etc/mongod/27018/mongod.conf
sed -r -i 's/(port:)(\s+)([0-9]+)/\1\227018/g' /etc/mongod/27018/mongod.conf
###添加关于副本集的配置
sed -r -i 's/#replication:/replication:\n  replSetName: myrs/g' /etc/mongod/27018/mongod.conf
##修改mongod.service配置文件
sed -r -i 's/(ExecStart=\/usr\/bin\/mongod --config)(\s+)(.*)/\1\2\/etc\/mongod\/27018\/mongod\.conf/g' /lib/systemd/system/mongod-27018.service
sed -r -i 's/(PIDFile=)(.*)/\1\/var\/run\/mongodb\/mongod_27018\.pid/g' /lib/systemd/system/mongod-27018.service
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start mongod-27018.service
sudo systemctl enable mongod-27018.service

1.3 创建仲裁者

mkdir -p /etc/mongod/27019
mkdir -p /data/mongodb/db/27019
cp /etc/mongod.conf  /etc/mongod/27019/mongod.conf
cp /lib/systemd/system/mongod.service /lib/systemd/system/mongod-27019.service
##修改mongod.conf配置文件
sed -r -i 's/(dbPath:)(\s+)(.*)/\1\2\/data\/mongodb\/db\/27019/g' /etc/mongod/27019/mongod.conf
sed -r -i 's/(path:)(\s+)(.*)/\1\2\/var\/log\/mongodb\/mongod-27019.log/g' /etc/mongod/27019/mongod.conf
sed -r -i 's/(port:)(\s+)([0-9]+)/\1\227019/g' /etc/mongod/27019/mongod.conf
###添加关于副本集的配置
sed -r -i 's/#replication:/replication:\n  replSetName: myrs/g' /etc/mongod/27019/mongod.conf
##修改mongod.service配置文件
sed -r -i 's/(ExecStart=\/usr\/bin\/mongod --config)(\s+)(.*)/\1\2\/etc\/mongod\/27019\/mongod\.conf/g' /lib/systemd/system/mongod-27019.service
sed -r -i 's/(PIDFile=)(.*)/\1\/var\/run\/mongodb\/mongod_27019\.pid/g' /lib/systemd/system/mongod-27019.service
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start mongod-27019.service
sudo systemctl enable mongod-27019.service

1.4 初始化配置副本集和主节点

使用命令连接主节点

mongo --host 127.0.0.1 --port 27017

连接上之后,很多命令无法使用,比如 show dbs 等,必须初始化副本集才行

初始化新副本集

> rs.initiate()
{
	"info2" : "no configuration specified. Using a default configuration for the set",
	"me" : "127.0.0.1:27017",
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615798510, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615798510, 1)
}
myrs:SECONDARY>

提示:
1)“ok”的值为1,说明创建成功。
2)命令行提示符发生变化,变成了一个从节点角色,此时默认不能读写。稍等片刻,回车,变成主节
点。

1.5 查看副本集的配置内容

在27017上执行副本集中当前节点的默认节点配置

myrs:SECONDARY> rs.conf()
{
	"_id" : "myrs",
	"version" : 1,
	"term" : 1,
	"protocolVersion" : NumberLong(1),
	"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "127.0.0.1:27017",
			"arbiterOnly" : false,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 1,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		}
	],
	"settings" : {
		"chainingAllowed" : true,
		"heartbeatIntervalMillis" : 2000,
		"heartbeatTimeoutSecs" : 10,
		"electionTimeoutMillis" : 10000,
		"catchUpTimeoutMillis" : -1,
		"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
		"getLastErrorModes" : {
			
		},
		"getLastErrorDefaults" : {
			"w" : 1,
			"wtimeout" : 0
		},
		"replicaSetId" : ObjectId("604f20ede59221ae89516e17")
	}
}

说明:
1)“_id” : “myrs” :副本集的配置数据存储的主键值,默认就是副本集的名字
2)“members” :副本集成员数组,此时只有一个: “host” : “127.0.0.1:27017” ,该成员不是仲裁节点: “arbiterOnly” : false ,优先级(权重值): “priority” : 1,
3)“settings” :副本集的参数配置。
提示:
1)rs.config() 是该方法的别名。
2)副本集配置的查看命令,本质是查询的是 system.replset 的表中的数据:

myrs:PRIMARY> use local
switched to db local
myrs:PRIMARY> show collections
oplog.rs
replset.election
replset.initialSyncId
replset.minvalid
replset.oplogTruncateAfterPoint
startup_log
system.replset
system.rollback.id
myrs:PRIMARY> db.system.replset.find()
{ "_id" : "myrs", "version" : 1, "term" : 1, "protocolVersion" : NumberLong(1), "writeConcernMajorityJournalDefault" : true, "members" : [ { "_id" : 0, "host" : "127.0.0.1:27017", "arbiterOnly" : false, "buildIndexes" : true, "hidden" : false, "priority" : 1, "tags" : {  }, "slaveDelay" : NumberLong(0), "votes" : 1 } ], "settings" : { "chainingAllowed" : true, "heartbeatIntervalMillis" : 2000, "heartbeatTimeoutSecs" : 10, "electionTimeoutMillis" : 10000, "catchUpTimeoutMillis" : -1, "catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000, "getLastErrorModes" : {  }, "getLastErrorDefaults" : { "w" : 1, "wtimeout" : 0 }, "replicaSetId" : ObjectId("604f20ede59221ae89516e17") } }

1.6 查询副本集状态

myrs:PRIMARY> rs.status()
{
	"set" : "myrs",
	"date" : ISODate("2021-03-15T09:08:56.882Z"),
	"myState" : 1,
	"term" : NumberLong(1),
	"syncSourceHost" : "",
	"syncSourceId" : -1,
	"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
	"majorityVoteCount" : 1,
	"writeMajorityCount" : 1,
	"votingMembersCount" : 1,
	"writableVotingMembersCount" : 1,
	"optimes" : {
		"lastCommittedOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615799330, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"lastCommittedWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:08:50.168Z"),
		"readConcernMajorityOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615799330, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"readConcernMajorityWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:08:50.168Z"),
		"appliedOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615799330, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"durableOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615799330, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"lastAppliedWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:08:50.168Z"),
		"lastDurableWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:08:50.168Z")
	},
	"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1615799290, 1),
	"electionCandidateMetrics" : {
		"lastElectionReason" : "electionTimeout",
		"lastElectionDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.089Z"),
		"electionTerm" : NumberLong(1),
		"lastCommittedOpTimeAtElection" : {
			"ts" : Timestamp(0, 0),
			"t" : NumberLong(-1)
		},
		"lastSeenOpTimeAtElection" : {
			"ts" : Timestamp(1615798510, 1),
			"t" : NumberLong(-1)
		},
		"numVotesNeeded" : 1,
		"priorityAtElection" : 1,
		"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),
		"newTermStartDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.123Z"),
		"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.171Z")
	},
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"name" : "127.0.0.1:27017",
			"health" : 1,
			"state" : 1,
			"stateStr" : "PRIMARY",
			"uptime" : 2827,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(1615799330, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDate" : ISODate("2021-03-15T09:08:50Z"),
			"syncSourceHost" : "",
			"syncSourceId" : -1,
			"infoMessage" : "",
			"electionTime" : Timestamp(1615798510, 2),
			"electionDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10Z"),
			"configVersion" : 1,
			"configTerm" : 1,
			"self" : true,
			"lastHeartbeatMessage" : ""
		}
	],
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615799330, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615799330, 1)
}

说明:

"set" : "myrs" :副本集的名字
"myState" : 1:说明状态正常
"members" :副本集成员数组,此时只有一个: “name” : “127.0.0.1:27017” ,该成员的角色是 "stateStr" : "PRIMARY", 该节点是健康的: "health" : 1 。
#####添加副本从节点
在主节点添加从节点,将其他成员加入到副本集
语法:

rs.add(host, arbiterOnly)

提示：

仅在`host`值为字符串时适用。如果为true,则添加的主机是仲裁者。

- 将27018的副本节点添加到副本集中
```bash
myrs:PRIMARY> rs.add("127.0.0.1:27018")
{
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615800524, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615800524, 1)
}

说明:

"ok" : 1 :说明添加成功。

查看副本集状态：

myrs:PRIMARY> rs.status()
{
	"set" : "myrs",
	"date" : ISODate("2021-03-15T09:29:40.507Z"),
	"myState" : 1,
	"term" : NumberLong(1),
	"syncSourceHost" : "",
	"syncSourceId" : -1,
	"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
	"majorityVoteCount" : 2,
	"writeMajorityCount" : 2,
	"votingMembersCount" : 2,
	"writableVotingMembersCount" : 2,
	"optimes" : {
		"lastCommittedOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615800580, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"lastCommittedWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:29:40.197Z"),
		"readConcernMajorityOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615800580, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"readConcernMajorityWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:29:40.197Z"),
		"appliedOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615800580, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"durableOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615800580, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"lastAppliedWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:29:40.197Z"),
		"lastDurableWallTime" : ISODate("2021-03-15T09:29:40.197Z")
	},
	"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1615800550, 1),
	"electionCandidateMetrics" : {
		"lastElectionReason" : "electionTimeout",
		"lastElectionDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.089Z"),
		"electionTerm" : NumberLong(1),
		"lastCommittedOpTimeAtElection" : {
			"ts" : Timestamp(0, 0),
			"t" : NumberLong(-1)
		},
		"lastSeenOpTimeAtElection" : {
			"ts" : Timestamp(1615798510, 1),
			"t" : NumberLong(-1)
		},
		"numVotesNeeded" : 1,
		"priorityAtElection" : 1,
		"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),
		"newTermStartDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.123Z"),
		"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.171Z")
	},
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"name" : "127.0.0.1:27017",
			"health" : 1,
			"state" : 1,
			"stateStr" : "PRIMARY",
			"uptime" : 4071,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(1615800580, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDate" : ISODate("2021-03-15T09:29:40Z"),
			"syncSourceHost" : "",
			"syncSourceId" : -1,
			"infoMessage" : "",
			"electionTime" : Timestamp(1615798510, 2),
			"electionDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10Z"),
			"configVersion" : 2,
			"configTerm" : 1,
			"self" : true,
			"lastHeartbeatMessage" : ""
		},
		{
			"_id" : 1,
			"name" : "127.0.0.1:27018",
			"health" : 1,
			"state" : 2,
			"stateStr" : "SECONDARY",
			"uptime" : 55,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(1615800570, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDurable" : {
				"ts" : Timestamp(1615800570, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDate" : ISODate("2021-03-15T09:29:30Z"),
			"optimeDurableDate" : ISODate("2021-03-15T09:29:30Z"),
			"lastHeartbeat" : ISODate("2021-03-15T09:29:38.734Z"),
			"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-03-15T09:29:39.565Z"),
			"pingMs" : NumberLong(0),
			"lastHeartbeatMessage" : "",
			"syncSourceHost" : "127.0.0.1:27017",
			"syncSourceId" : 0,
			"infoMessage" : "",
			"configVersion" : 2,
			"configTerm" : 1
		}
	],
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615800580, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615800580, 1)
}

说明:
1)"name" : "127.0.0.1:27018" 是第二个节点的名字,其角色是 "stateStr" :"SECONDARY"

1.7 添加仲裁从节点

添加一个仲裁节点到副本集
语法:

rs.addArb(host)

将27019的仲裁节点添加到副本集中:

myrs:PRIMARY> rs.addArb("127.0.0.1:27019")
{
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615800864, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615800864, 1)
}

说明:
1)"ok" : 1 :说明添加成功。

查看副本集状态:

myrs:PRIMARY> rs.status
function() {
    return db._adminCommand("replSetGetStatus");
}
myrs:PRIMARY> rs.status()
{
	"set" : "myrs",
	"date" : ISODate("2021-03-16T02:50:31.934Z"),
	"myState" : 1,
	"term" : NumberLong(1),
	"syncSourceHost" : "",
	"syncSourceId" : -1,
	"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
	"majorityVoteCount" : 2,
	"writeMajorityCount" : 2,
	"votingMembersCount" : 3,
	"writableVotingMembersCount" : 2,
	"optimes" : {
		"lastCommittedOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615863031, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"lastCommittedWallTime" : ISODate("2021-03-16T02:50:31.731Z"),
		"readConcernMajorityOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615863031, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"readConcernMajorityWallTime" : ISODate("2021-03-16T02:50:31.731Z"),
		"appliedOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615863031, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"durableOpTime" : {
			"ts" : Timestamp(1615863031, 1),
			"t" : NumberLong(1)
		},
		"lastAppliedWallTime" : ISODate("2021-03-16T02:50:31.731Z"),
		"lastDurableWallTime" : ISODate("2021-03-16T02:50:31.731Z")
	},
	"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1615862971, 1),
	"electionCandidateMetrics" : {
		"lastElectionReason" : "electionTimeout",
		"lastElectionDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.089Z"),
		"electionTerm" : NumberLong(1),
		"lastCommittedOpTimeAtElection" : {
			"ts" : Timestamp(0, 0),
			"t" : NumberLong(-1)
		},
		"lastSeenOpTimeAtElection" : {
			"ts" : Timestamp(1615798510, 1),
			"t" : NumberLong(-1)
		},
		"numVotesNeeded" : 1,
		"priorityAtElection" : 1,
		"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),
		"newTermStartDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.123Z"),
		"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10.171Z")
	},
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"name" : "127.0.0.1:27017",
			"health" : 1,
			"state" : 1,
			"stateStr" : "PRIMARY",
			"uptime" : 66522,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(1615863031, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDate" : ISODate("2021-03-16T02:50:31Z"),
			"syncSourceHost" : "",
			"syncSourceId" : -1,
			"infoMessage" : "",
			"electionTime" : Timestamp(1615798510, 2),
			"electionDate" : ISODate("2021-03-15T08:55:10Z"),
			"configVersion" : 3,
			"configTerm" : 1,
			"self" : true,
			"lastHeartbeatMessage" : ""
		},
		{
			"_id" : 1,
			"name" : "127.0.0.1:27018",
			"health" : 1,
			"state" : 2,
			"stateStr" : "SECONDARY",
			"uptime" : 62507,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(1615863021, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDurable" : {
				"ts" : Timestamp(1615863021, 1),
				"t" : NumberLong(1)
			},
			"optimeDate" : ISODate("2021-03-16T02:50:21Z"),
			"optimeDurableDate" : ISODate("2021-03-16T02:50:21Z"),
			"lastHeartbeat" : ISODate("2021-03-16T02:50:30.154Z"),
			"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-03-16T02:50:30.158Z"),
			"pingMs" : NumberLong(0),
			"lastHeartbeatMessage" : "",
			"syncSourceHost" : "127.0.0.1:27017",
			"syncSourceId" : 0,
			"infoMessage" : "",
			"configVersion" : 3,
			"configTerm" : 1
		},
		{
			"_id" : 2,
			"name" : "127.0.0.1:27019",
			"health" : 1,
			"state" : 7,
			"stateStr" : "ARBITER",
			"uptime" : 788,
			"lastHeartbeat" : ISODate("2021-03-16T02:50:31.911Z"),
			"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-03-16T02:50:29.940Z"),
			"pingMs" : NumberLong(0),
			"lastHeartbeatMessage" : "",
			"syncSourceHost" : "",
			"syncSourceId" : -1,
			"infoMessage" : "",
			"configVersion" : 3,
			"configTerm" : 1
		}
	],
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615863031, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615863031, 1)
}

说明:
1 ) "name" : "127.0.0.1:27019" 是第三个节点的名字,其角色是 "stateStr" : "ARBITER"

2. 副本集的数据读写操作

目标:测试三个不同角色的节点的数据读写情况。

登录主节点27017,写入和读取数据:

myrs:PRIMARY> use articledb
switched to db articledb
myrs:PRIMARY> db
articledb
myrs:PRIMARY> db.comment.insert({"articleid":"100000","content":"今天天气真好,阳光明媚","userid":"1001","nickname":"Rose","createdatetime":new Date()})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
myrs:PRIMARY> db.comment.find()
{ "_id" : ObjectId("605041065d96a64498233f56"), "articleid" : "100000", "content" : "今天天气真好,阳光明媚", "userid" : "1001", "nickname" : "Rose", "createdatetime" : ISODate("2021-03-16T05:24:22.137Z") }

登录从节点27018

myrs:SECONDARY> show dbs
uncaught exception: Error: listDatabases failed:{
	"topologyVersion" : {
		"processId" : ObjectId("604f28c1470e087bb2a03f0f"),
		"counter" : NumberLong(4)
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615873501, 1),
	"ok" : 0,
	"errmsg" : "not master and slaveOk=false",
	"code" : 13435,
	"codeName" : "NotPrimaryNoSecondaryOk",
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615873501, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	}
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs/<@src/mongo/shell/mongo.js:147:19
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:99:12
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:937:13
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:819:15
@(shellhelp2):1:1

发现,不能读取集合的数据。当前从节点只是一个备份,不是奴隶节点,无法读取数据,写当然更不行。
因为默认情况下,从节点是没有读写权限的,可以增加读的权限,但需要进行设置。
设置读操作权限:
说明:
设置为奴隶节点,允许在从成员上运行读的操作
语法:

rs.slaveOk()

提示:
该命令是 db.getMongo().setSlaveOk() 的简化命令。

在27018上设置作为奴隶节点权限,具备读权限

myrs:SECONDARY> rs.slaveOk()

可以看看之前在主节点插入的数据是不是同步到从节点上

myrs:SECONDARY> show dbs
admin      0.000GB
articledb  0.000GB
config     0.000GB
local      0.001GB
zsh        0.000GB
myrs:SECONDARY> use articledb
switched to db articledb
myrs:SECONDARY> db.comment.find()
{ "_id" : ObjectId("605041065d96a64498233f56"), "articleid" : "100000", "content" : "今天天气真好,阳光明媚", "userid" : "1001", "nickname" : "Rose", "createdatetime" : ISODate("2021-03-16T05:24:22.137Z") }

现在可实现了读写分离,让主插入数据,让从来读取数据。但仍然不允许插入。
如果要取消作为奴隶节点的读权限:

myrs:SECONDARY> rs.slaveOk(false)
myrs:SECONDARY> db.comment.find()
Error: error: {
	"topologyVersion" : {
		"processId" : ObjectId("604f28c1470e087bb2a03f0f"),
		"counter" : NumberLong(4)
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615874352, 1),
	"ok" : 0,
	"errmsg" : "not master and slaveOk=false",
	"code" : 13435,
	"codeName" : "NotPrimaryNoSecondaryOk",
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615874352, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	}
}

仲裁者节点,不存放任何业务数据的,可以登录查看

myrs:ARBITER> rs.slaveOk()
myrs:ARBITER> show databases
uncaught exception: Error: listDatabases failed:{
	"topologyVersion" : {
		"processId" : ObjectId("605019e17c7208436b534218"),
		"counter" : NumberLong(1)
	},
	"ok" : 0,
	"errmsg" : "node is not in primary or recovering state",
	"code" : 13436,
	"codeName" : "NotPrimaryOrSecondary"
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs/<@src/mongo/shell/mongo.js:147:19
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:99:12
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:937:13
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:819:15
@(shellhelp2):1:1

这里有点问题，好像是可以看到数据库的信息，但是我这里看不到
发现,只存放副本集配置等数据。

3. 主节点的选举原则

MongoDB在副本集中,会自动进行主节点的选举,主节点选举的触发条件:

主节点故障
主节点网络不可达(默认心跳信息为10秒)
人工干预(rs.stepDown(600))

一旦触发选举,就要根据一定规则来选主节点。选举规则是根据票数来决定谁获胜:

票数最高,且获得了 “大多数”成员的投票支持的节点获胜。
“大多数”的定义为:假设复制集内投票成员数量为N,则大多数为 N/2 + 1。例如:3个投票成员,
则大多数的值是2。当复制集内存活成员数量不足大多数时,整个复制集将无法选举出Primary,
复制集将无法提供写服务,处于只读状态。
若票数相同,且都获得了 “大多数”成员的投票支持的,数据新的节点获胜。
数据的新旧是通过操作日志oplog来对比的。

在获得票数的时候,优先级(priority)参数影响重大。
可以通过设置优先级(priority)来设置额外票数。优先级即权重,取值为0-1000,相当于可额外增加0-1000的票数,优先级的值越大,就越可能获得多数成员的投票(votes)数。指定较高的值可使成员更有资格成为主要成员,更低的值可使成员更不符合条件。
默认情况下,优先级的值是1

myrs:PRIMARY> rs.conf()
{
	"_id" : "myrs",
	"version" : 3,
	"term" : 1,
	"protocolVersion" : NumberLong(1),
	"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "127.0.0.1:27017",
			"arbiterOnly" : false,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 1,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		},
		{
			"_id" : 1,
			"host" : "127.0.0.1:27018",
			"arbiterOnly" : false,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 1,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		},
		{
			"_id" : 2,
			"host" : "127.0.0.1:27019",
			"arbiterOnly" : true,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 0,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		}
	],
	"settings" : {
		"chainingAllowed" : true,
		"heartbeatIntervalMillis" : 2000,
		"heartbeatTimeoutSecs" : 10,
		"electionTimeoutMillis" : 10000,
		"catchUpTimeoutMillis" : -1,
		"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
		"getLastErrorModes" : {
			
		},
		"getLastErrorDefaults" : {
			"w" : 1,
			"wtimeout" : 0
		},
		"replicaSetId" : ObjectId("604f20ede59221ae89516e17")
	}
}

可以看出,主节点和副本节点的优先级各为 1,即,默认可以认为都已经有了一票。但选举节点,优先级是0,(要注意是,官方说了,选举节点的优先级必须是0,不能是别的值。即不具备选举权,但具有投票权)

【了解】修改优先级
比如,下面提升从节点的优先级:
1)先将配置导入cfg变量

myrs:PRIMARY> cfg=rs.conf()

2 )然后修改值(ID号默认从0开始):

myrs:PRIMARY> cfg.members[1].priority=2
2

3 )重新加载配置

myrs:PRIMARY> rs.reconfig(cfg)

{
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1615884448, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1615884448, 1)
}

4 )注意要在住节点执行，稍等片刻会重新开始选举。

myrs:SECONDARY> rs.conf()
{
	"_id" : "myrs",
	"version" : 4,
	"term" : 2,
	"protocolVersion" : NumberLong(1),
	"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "127.0.0.1:27017",
			"arbiterOnly" : false,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 1,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		},
		{
			"_id" : 1,
			"host" : "127.0.0.1:27018",
			"arbiterOnly" : false,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 2,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		},
		{
			"_id" : 2,
			"host" : "127.0.0.1:27019",
			"arbiterOnly" : true,
			"buildIndexes" : true,
			"hidden" : false,
			"priority" : 0,
			"tags" : {
				
			},
			"slaveDelay" : NumberLong(0),
			"votes" : 1
		}
	],
	"settings" : {
		"chainingAllowed" : true,
		"heartbeatIntervalMillis" : 2000,
		"heartbeatTimeoutSecs" : 10,
		"electionTimeoutMillis" : 10000,
		"catchUpTimeoutMillis" : -1,
		"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
		"getLastErrorModes" : {
			
		},
		"getLastErrorDefaults" : {
			"w" : 1,
			"wtimeout" : 0
		},
		"replicaSetId" : ObjectId("604f20ede59221ae89516e17")
	}
}

4. 故障测试

4.1 副本节点故障测试

关闭27018副本节点：
发现,主节点和仲裁节点对27018的心跳失败。因为主节点还在,因此,没有触发投票选举。
如果此时,在主节点写入数据。
再启动从节点,会发现,主节点写入的数据,会自动同步给从节点。

4.2主节点故障测试

关闭27017主节点：
发现,从节点和仲裁节点对27017的心跳失败,当失败超过10秒,此时因为没有主节点了,会自动发起投票。而副本节点只有27018,因此,候选人只有一个就是27018,开始投票。
27019向27018投了一票,27018本身自带一票,因此共两票,超过了“大多数”
27019是仲裁节点,没有选举权,27018不向其投票,其票数是0
最终结果,27018成为主节点。具备读写功能。
在27018写入数据查看是有权限的。

4.3 仲裁节点和主节点故障

先关掉仲裁节点27019,
关掉现在的主节点27018
登录27017后,发现,27017仍然是从节点,副本集中没有主节点了,导致此时,副本集是只读状态,无法写入。
为啥不选举了?因为27017的票数,没有获得大多数,即没有大于等于2,它只有默认的一票(优先级是1)
如果要触发选举,随便加入一个成员即可。

如果只加入 27019仲裁节点成员,则主节点一定是27017,因为没得选了,仲裁节点不参与选举,
但参与投票。(不演示)
如果只加入 27018节点,会发起选举。因为27017和27018都是两票,则按照谁数据新,谁当主节
点。

4.4 仲裁节点和从节点故障

先关掉仲裁节点27019,
关掉现在的副本节点27018
10秒后,27017主节点自动降级为副本节点。(服务降级)
副本集不可写数据了,已经故障了。