在Docker中搭建MongoDB副本集以实现事务处理

在Docker中搭建MongoDB副本集以实现事务处理

背景与目标

MongoDB的副本集（Replica Set）是一个由多个MongoDB实例组成的群集，它通过数据复制来保证数据的高可用性。副本集内的每个节点都可以提供服务，且每个节点都包含一份完整的数据库副本。在MongoDB 4.x版本之后，副本集还支持跨多个节点的事务处理，这一特性使得MongoDB可以作为一个强一致性的数据库使用，支持在多个文档中进行ACID事务。

本篇文章将详细介绍如何在Docker中搭建MongoDB副本集，并实现事务处理。

搭建步骤

1. 准备环境

在开始搭建副本集之前，首先需要确保Docker已正确安装，并且可以通过命令行访问。

# 检查docker版本
docker --version

2. 创建自定义网络

为了让各个MongoDB节点能够相互通信，我们需要为Docker容器创建一个自定义网络。

docker network create mongo-net

这个命令会创建一个名为mongo-net的网络。之后，我们将在此网络内启动MongoDB容器。

3. 启动MongoDB容器

接下来，启动MongoDB副本集的各个节点。我们将启动三个MongoDB实例，分别作为主节点、第二节点和第三节点。

启动第一个MongoDB节点（主节点）

docker run -d \
  --name mongo1 \
  --net mongo-net \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=password \
  -p 27017:27017 \
  mongo --replSet rs0

解释：

• --name mongo1：给容器命名为mongo1。
• --net mongo-net：将容器连接到之前创建的mongo-net网络。
• -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin：设置MongoDB的管理员用户名。
• -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=password：设置管理员密码。
• -p 27017:27017：将MongoDB的默认端口映射到主机的27017端口。
• mongo --replSet rs0：启用副本集功能，并命名副本集为rs0。

启动第二个MongoDB节点（副节点）

docker run -d \
  --name mongo2 \
  --net mongo-net \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=password \
  mongo --replSet rs0

启动第三个MongoDB节点（副节点）

docker run -d \
  --name mongo3 \
  --net mongo-net \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin \
  -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=password \
  mongo --replSet rs0

4. 初始化副本集

启动所有容器后，我们需要通过mongo1来初始化副本集。在mongo1容器中执行以下命令：

docker exec -it mongo1 mongo -u admin -p password --authenticationDatabase admin

连接到MongoDB之后，执行以下命令初始化副本集：

rs.initiate({
  _id: "rs0",
  members: [
    { _id: 0, host: "mongo1:27017" },
    { _id: 1, host: "mongo2:27017" },
    { _id: 2, host: "mongo3:27017" }
  ]
});

解释：

• _id: "rs0"：定义副本集的名称。
• members：列出副本集的所有成员节点，格式为{ _id: id, host: "hostname:port" }。

5. 验证副本集

执行以下命令检查副本集的状态：

rs.status()

输出应显示所有节点的状态，且其中一个节点为PRIMARY，其余为SECONDARY。

6. 配置事务支持

MongoDB副本集的事务功能默认已启用，只需要确保连接时指定readConcern和writeConcern。

以下是一个简单的事务操作示例：

const session = db.getMongo().startSession();

session.startTransaction();

try {
  const usersCollection = session.getDatabase("test").users;
  usersCollection.insertOne({ name: "Alice", age: 30 });
  usersCollection.insertOne({ name: "Bob", age: 25 });

  session.commitTransaction();
} catch (error) {
  session.abortTransaction();
  throw error;
} finally {
  session.endSession();
}

解释：

• startSession()：开启一个会话。
• startTransaction()：启动事务。
• commitTransaction()：提交事务。
• abortTransaction()：回滚事务。

总结与注意事项

• 在Docker中搭建MongoDB副本集可以提高数据库的高可用性和容错能力。
• 使用事务处理时，确保MongoDB版本为4.x或更高，并且副本集配置正确。
• 为了确保数据一致性，务必配置适当的readConcern和writeConcern，以确保在分布式环境下的事务完整性。

通过上述步骤，我们可以成功搭建一个支持事务处理的MongoDB副本集，利用Docker容器的优势快速部署和管理。

工作流程示意图

+------------+      +------------+      +------------+
|   mongo1   |<--->|   mongo2   |<--->|   mongo3   |
+------------+      +------------+      +------------+
       |                  |                  |
       +---------> Replica Set (rs0) <--------+
                    (Primary & Secondary)