上篇文章介紹了Mongo讀取數據的策略（??MongoDB讀數據策略??），主要是readconcern、readpreference兩參數，其中readconcern作用于服務端，決定了什么時候能讀取到數據；readpreference在客戶端配置，決定讀哪個節點的數據。本文將要介紹Mongo的寫入策略，在介紹寫入策略前，先簡單說明MongoDB的Journaling特性。
Journaling介紹
MongoDB也有防carsh能力，和MySQL類似，也是通過預先寫日志(WAL)到文件實現，這文件就是Journaling功能。
To provide durability in the event of a failure, MongoDB uses write ahead logging to on-disk journal files.
?日志文件?
開啟Journaling功能后，Mongo 會在數據庫目錄下創建 journal目錄，用來存放journal日志，以WiredTiger引擎為例，文件格式是WiredTigerLog.<sequence>，其中<sequence>是從0000000001開始的零填充數字。journal日志文件默認大小為100 MB，超過該限制后，將創建一個新的日記文件，并會自動刪除舊的日志文件，僅保留從上一個檢查點恢復所需的文件。所以journal日志文件一般情況下只會生成兩三個，除非每秒有大量的寫操作發生。
?日志記錄?
journal記錄有這幾個特點：
它包括由初始寫入引起的任何內部寫入操作。例如，對集合中文檔的更新可能會導致對索引的修改；WiredTiger創建單個日志記錄，其中包含更新操作及其關聯的索引修改。
每個記錄都有一個唯一的標識符。
WiredTiger的最小日志記錄大小為128字節。
另外，為了提高存儲效率，MongoDB犧牲了一些CPU性能，對WiredTiger引擎對日志數據使用壓縮存儲，默認壓縮方式是snAppy壓縮，也支持其他壓縮方式，比如：zstd、zlib等，可以通過下面方式設置。
storage.wiredTiger.engineConfig.journalCompressor
總之，Journaling 是MongoDB中非常重要的一項功能，類似于關系數據庫中的事務日志。Journaling能夠使MongoDB由于意外故障后快速恢復。在2.0版本后，默認開啟了該功能。和MySQL一樣，Mongo 實例啟動時會檢查journal日志文件，確認是否有需要恢復的數據。不過由于提交journal日志會產生寫入阻塞，所以它對寫入的操作有性能影響，但在生產環境中通常還是開啟Journaling的。
數據寫入策略
writeconcern 是Mongo針對寫操作的參數，表示寫請求對 mongod 實例的確認級別，決定數據的持久性。它可以用下面三個選項表示。
{ w: <value>, j: <boolean>, wtimeout: <number> }
?writeconcern 選項?
w指定寫操作需要應用到多少個數據節點才能返回成功，可以為0、1、2、3或者majority。
- w: 0 表示客戶端不需要收到任何有關寫操作，就直接返回成功。
- w: 1 表示寫主成功，就直接返回成功。
- w: majority 需要收到多數節點（含主節點）關于操作執行成功的確認，具體個數根據復制集配置自動得出。比如，一主兩從3節點的集群，則需要2個節點確認寫入成功即可。
- w: N（N > 1）表示N個數據節點確認才返回成功。w 值越大，對客戶端來說，數據的安全性保證越強，同時寫操作的延遲越大。w 設置的節點數越多，等待的延遲也就越大。如果 w 等于總節點數，那么一旦其中某個節點出現故障就會導致整個寫入失敗，這也是有風險的。另外，針對Hidden、delayed和priority為0的數據節點，官方也特別做了說明，如下：
NOTE
Hidden, delayed, and priority 0 members can acknowledge w: <number> write operations.
Delayed secondaries can return write acknowledgment no earlier than the configured slaveDelay.
注意：
a、副本集中Hidden、delayed和priority為0的成員，可以確認w: <number>的寫操作。
b、延遲節點的返回寫ack，不會早于配置的slavedelay值 。
如果集群有 3 三個數據節點，在w: majority模式下 ，只需要寫入兩個數據節點即可返回，流程如下：
j表示寫操作是否要被持久化，只能選填 true 或 false。
- j:false 表示寫操作到cache即算作成功。
- j:true 表示寫操作到文件中才算成功。
從3.2版本后，如果指定j:true，即使 w:0 ，只有在請求的成員數(包括主成員)寫入日志后才返回數據。因此，j:true設置保證了MongoDB的數據持久化。
Changed in version 3.2: With j: true, MongoDB returns only after the requested number of members, including the primary, have written to the journal.
另外，僅僅j:true 不保證集群 failover 時發生回滾的寫操作。
j: true does not by itself guarantee that the write will not be rolled back due to replica set primary failover.
wtimeout：返回確認的超時時間，單位為毫秒。
如果寫入操作超過該值，則返回錯誤，即使最終寫入是成功了，但數據庫不會撤銷超時寫入的數據。如果沒有指定 wtimeout 值，則寫入操作將無限期阻塞，wtimeout:0 等同于該選項未設置值。同時，這個參數和 WriteConncern 的w值有關，并且只適用于w大于0的情況。比如：w:0，表示可以超時無限大，則不返回錯誤；w:1，只和主節點確認的超時時間；w:majority，表示需要和多數節點確認超時時間。
?數據提交策略?
MongoDB也有和MySQL有類似的提交策略，是由 commitIntervalMs 參數控制，它是日志持久化的間隔時間(以毫秒為單位)。如果想要更好的數據安全，可以設為每毫秒對cache中的數據做硬盤層面的sync；如果需要更好的寫入性能，最大可以改為每500毫秒做一次sync。它的取值范圍是1 ~ 500毫秒，默認值是100毫秒，不支持in-memory 存儲引擎。
總結
MongoDB 寫入策略包括以下幾個方面：
- w：指定寫入數據后需要在多少個節點上同步寫入成功后，才返回確認信息。
- j：設置 j:true 會將數據寫入日志中，可以在節點宕機時恢復數據。但是 j:true 并不保證數據已經寫入磁盤文件中。
- wtimeout：指定寫入超時時間。當寫入操作達到超時時間時，即使最終成功寫入也會返回錯誤信息。
在實際使用中，可以根據具體的業務需求和系統環境來選擇適合的寫入策略，以達到最佳的性能和可靠性。例如，在數據一致性要求高的場景中，可以使用 majority 寫入確認來保證數據同步的可靠性。而在性能要求高、數據不敏感的場景中，可以使用 w 值較小的寫入關注點來提高寫入性能。
本文轉載自微信公眾號「云數據庫技術」
