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更新时间：2024-05-20 GMT+08:00
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如何规避dds mongos路由缓存缺陷

背景信息

DDS作为基于分布式文件存储的数据库，以其可扩展性，高性能，开源，模式自由，面向文档等特点，逐步赢得了越来越多的使用者。下图为DDS集群架构示意图：

图1 集群架构图

集群架构主要分为以下三部分：

  • dds mongos：为单节点架构，负责提供对外供用户访问的接口，屏蔽分布式数据库内部的复杂性。一个DDS集群可以有2~12个dds mongos，您可以根据需要进行添加。
  • config server：为一组副本集架构，负责存储整个集群的元数据信息，包括数据的路由信息和分片信息等内容。一个集群仅支持一个config server。
  • shard server：为一组副本集架构，负责分片式存储用户数据。集群中可以添加多组副本集架构的shard server。

分片概念

分片是指将一个集合的数据，根据指定的shard key，相对均匀地分布保存在多个shard server上。这种指定了shard key的集合，称为分片集合。但是，如果并未对集合进行分片，则该集合的数据，只会全部存储在某一个shard server上。DDS集群模式允许分片集合和未分片集合在数据库中同时存在。

未分片的集合可以通过命令sh.shardCollection转为分片集合。对集合进行分片之前，需确保集合所属的数据库开启了分片功能，您可以通过命令sh.enableSharding开启分片功能。

dds mongos路由缓存机制

用户数据存储在shard server中，元数据存储在config server中。路由信息属于元数据信息，即存储在config server中。当用户通过dds mongos对集群进行数据访问时，dds mongos会根据config server中的路由信息，将用户请求发送到对应的shard server上，进行数据访问。

但是，如果dds mongos在每次处理数据访问时，都从config server获取路由信息，很大程度上会影响性能。因此，在实现机制上，添加了缓存机制：将config server的路由信息缓存在dds mongos本地。该场景下，不但在config server中会存储路由信息，dds mongos的本地缓存中也可能会缓存路由信息。

dds mongos中并不是一定会存在缓存的路由信息，如果dds mongos上没有进行过任何数据操作，就没有缓存信息。并且，dds mongos上缓存的路由信息，也不一定是最新的config server的路由信息。因为dds mongos上缓存的路由信息，不是实时或者定时刷新的，而是lazy模式，是在特定的场景下被动触发的，包含但可能不限于如下几种触发场景：

  • dds mongos启动时，从config server获取最新的路由信息，并缓存在本地。
  • dds mongos第一次处理相关数据的请求：由于mongos本地没有缓存该相关数据的路由信息，将会触发更新相关的config server路由信息到dds mongos本地缓存的逻辑，在继续处理后续请求时，dds mongos已经缓存了相关数据的路由信息，会直接使用缓存中的路由信息来访问shard server。
  • 在dds mongos上手工执行路由刷新命令。

被动触发dds mongos的路由缓存刷新，只是刷新用户请求涉及到的元数据信息，而非刷新缓存中的全部内容。

缓存刷新的范围以DB为单位。

使用场景

当未对数据进行分片时，若系统中存在多个dds mongos，通过不同的dds mongos进行数据访问时，可能出现不同dds mongos上本地缓存的路由信息不一致的情况。场景示例：

  1. 通过mongos1创建A数据库，未开启分片。写入数据1后，数据1被全部分到shard server1上存储。然后，在mongos2上对数据进行查询。此时，mongos1和mongos2上，均存在缓存的A数据库的路由信息。
  2. 通过mongos2执行了A数据库的删除操作。此时，config server和shard server1中的A数据库信息都被删掉。而mongos1无法识别数据1已经被删除。
  3. 通过mongos1向A数据库中写入数据2时，由于存在缓存，所以无法识别A数据库已经被删除的场景。参照已经存在的路由信息，数据2被存储到shard server1上。然后，通过mongos2向A数据库中写入数据3时，由于能够识别出A数据库已经被删除，所以会在config server和shard server2中生成新的A数据库的信息。
  4. 此时，mongos1和mongos2中缓存的路由信息不一致，关联不同的shard server，且仅能看到部分数据，导致数据异常。
图2 mongos缓存缺陷的场景

客户端通过不同mongos，所查询到的数据不同：

  • mongos1：可以查到数据2，无法查询到数据3。
  • mongos2：可以查询到数据3，无法查询到数据2。

规避建议

MongoDB官方建议：在每次删除数据库或集合后，在所有mongos节点上，通过命令db.adminCommand("flushRouterConfig")，刷新路由。

参考链接：

其他规避建议：

  • 对于集群模式，建议开启数据库的分片功能，再对其中的集合进行分片。
  • 对于未开启分片功能的数据库。在删除数据库或集合之后，不建议创建同名的数据库或集合。

    如果因业务需求，需要创建同名的数据库或集合，请在删除数据库或集合之后，创建同名的数据库或集合之前，登录到所有的mongos节点上，执行刷新路由表的操作。