21 Sep 2014
MongoDB安全写入
很多同学都会问我，项目中使用了 MongoDB，跟 MySQL 有什么不同啊？我一般都会回答：
- MongoDB 不支持事务。但是 MongoDB 也可以通过 两阶段提交实现事务 ，只不过需要我们开发者在应用层干很多活儿。
- MongoDB 的 free schema 。恩，如果想给一个表结构添加一个字段，会很容易的。终于不会像 MySQL 上
alter table那样提心吊胆了（因为如果表比较大，会很耗时的哦）。但是在开发层面，也经常会判断某个字段是否存在，是什么类型。 - MongoDB 不支持 join 操作，需要我们在应用层，自己构造两次查询来解决。
但是今天我会加一条：MongoDB 安全写入。在聊安全写入前，先说说 MongoDB 的写入机制。MongoDB 开发者曾经在 Questions about oplog and fsync and journaling 解释到：
By default:Collection data (including oplog) is fsynced to disk every 60 seconds. Write operations are fsynced to journal file every 100 milliseconds. Note, oplog is available right away in memory for slaves to read. Oplog is a capped collection so a new oplog is never created, old data just rolls off.
从上面的解释可以看到：
- 写操作 insert/update/remove/save 会先放入内存中。放入内存中的写操作也可以通过 oplog 同步给从机。
- MongoDB 会每隔 100ms 将写操作落地到 journal 中，每个 60s 将数据落地到磁盘中。也就是说，即使断电，在开启 journal 的情况下（从 MongoDB 1.9.2 已经默认开启），只会丢失 100ms 的数据，这对于大部分业务都是可以容忍的。并且还可以通过调整 journalCommitInterval 参数来调整写入 journal 的间隔时间。
另外需要补充一点的是，写入内存中的数据也可以被其他连接查询，这个在 MySQL 中叫做 read uncommited 吧。基于以上的写入机制，MongoDB 对于写操作提供了不同的 写入级别 ：
- Unacknowledged 。对于写操作，在没有得到 MongoDB 服务器写入确认的情况下就立即返回。这样的好处是，效率极高，不会阻塞客户端，坏处是，你无法确定数据是否真的插入成功了，有无其他问题。
- Acknowledged 。写操作必须要得到 MongoDB 服务器的写入确认，如果写入失败，MongoDB 服务器会返回异常，比如 DuplicateKey Error 。但是此时的数据即没有写入 journal ，也没有落地硬盘，所以如果 MongoDB 立即断电，即使重启后也无法恢复，有丢失的风险。上面说了，只会丢失 100ms 的数据，这对于大部分业务都是可以容忍的。
- Journaled 。顾名思义，写操作不仅要得到 MongoDb 的写入确认，还必须写入 journal ，这样数据就木有丢失的风险了。
- Replica Acknowledged 。不仅需要得到 Primary 的写入确认，还需要得到 Secondary 的写入确认。
MongoDB 提供了这四种写入级别，开发者可以根据自己的项目场景灵活选择适合的写入级别。比如:
- 日志收集，就是采用 Unacknowledged 。一定数据的丢失可以容忍，并且还可以换来请求响应时间的缩短。
- 读写分离的场景，读从 Secondary ，写入 Primary 。由于主从同步有一定的时间差，对于读写逻辑中有强一致性的业务场景，就可以使用 Replica Acknowledged 。
接下来同学们会很关心一问题，MongoDB 默认的写入级别是哪个？很奇怪的适合，写入级别的实现不是在服务端实现的，而是在客户端通过 getLastError 实现的，getLastError 提供了以下参数：
| 字段 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
| j | Boolean | 如果为 true，就不需要等待写操作写入 journal 才返回。 |
| w | integer or string | 如果为 1，表明只需等待 Primary 写入确认即可返回。 如果为 2，表明必须等待 Primary 和 Secondary 都写入确认才可返回。 |
| fsync | Boolean | 如果为 true，表明数据必须落地磁盘才可返回。 其实只要写操作写入 journal ，数据就不会丢啦。 |
| wtimeout | integer | 等待的毫秒数，指定毫秒数内未返回，抛出错误。 |
再来看看 getLasteError 如何实现以上四种写入级别？实现起来很简单，在执行完写操作后，立马执行 getLastError 命令，看看写操作是否成功了。
| 写入级别 | getLastError参数 |
|---|---|
| Unacknowleged | 不调用getLastError |
| Acknowleged | {w: 1} |
| Journaled | {w: 1, j: true} |
| Replica Acknownleged | {w: 2} |
正是由于写入级别是通过 MongoDB Driver 实现的，所以你当前系统中的写入级别依赖于 MongoDB Driver 的版本，从 以下版本 开始默认都是 Acknowleged ，以前版本都是 Unacknowleged 。
- C#, version 1.7
- Java, version 2.10.0
- Node.js, version 1.2
- Perl, version 0.501.1
- PHP, version 1.4
- Python, version 2.4
- Ruby, version 1.8
赶紧去 check 自己的 MongoDB Driver 版本吧。