本文介绍了热门的NoSQL数据库MongoDB的副本集这种分布式架构的一些概念和操作。主要内容包括：
1.副本集相关概念
主节点。
在一个副本集中，只有唯一一个主节点。主节点可以进行数据的写操作和读操作。副本集中各个节点的增伤改等配置必须在主节点进行。
从节点。
在一个副本集中，可以有一个或者多个从节点。从节点只允许读操作，不允许写操作。在主节点宕机后，会自动在从节点中产生一个新的主节点。
仲裁者。
在一个副本集中，仲裁者节点不保存数据，既不能读数据，也不能写数据。作用仅仅限于在从从节点选举主节点时担任仲裁作用。
副本集的工作原理。
（i）副本集中的主节点的oplog集合中记录了主节点中所有引起数据变化的变更操作，包括更新和插入数据。副本集中的从节点从主节点的oplog集合中复制这些操作，从而在从节点上重现这些操作。这就是副本集的数据同步的基本原理。
（ii）在 oplog集合中的每个记录都是有一个时间戳，从节点据此判断需要更新哪些数据。主节点的local数据库中的数据不会被复制到从节点上。
（iii）对于主节点而言，这些复制操作时异步进行的，相当于MySQL数据库中的异步复制模式，即主节点在写入数据时无需等待任何从节点复制操作完成，即可进行其它数据的写入操作。
（iv）从节点第1次同步时会做完整的数据同步，后续通常只做一部分最新数据的同步工作。当时当从节点复制延迟太大时会重新进行完整的数据同步。因为oplog集合是一个固定集合，即里面的文档数量的大小是有固定的限制的，不能超过某个大小。因此，当主节点上oplog集合写满了后，会清空这个oplog集合。如果在写满oplog之前，从节点没有跟上这个速度，则无法再利用oplog进行增量复制工作，这就是需要完整的数据同步的原因。
（v）数据回滚。
在主节点宕机后自动产生了新的主节点，这时整个副本集认为这个新的主节点的数据是最新的有效数据。如果其他从节点中的数据复制进度超过了这个心的主节点的进度，那么这些从节点将会自动回滚这些超过新主节点的数据。这个操作就是Mongodb中的数据回滚。
2.副本集环境搭建
端口27017 主节点
端口27018 从节点
端口27019 仲裁节点
假定mongodb相关软件包已经安装完毕。
（1）首先建立如下图的目录结构，其中data和log都是空目录。
图1
建立如下所示的脚本文件，用于快速启动这3个节点。
图2
启动3个节点。
图3
配置副本集。
连接到主节点27017上，然后初始化副本集并且将另外的一个从节点27018和一个仲裁者节点27019加入到副本集中。
图4
查看副本集状态。
replset1:PRIMARY> rs.status();
{
"set" : "replset1",
"date" : ISODate("2018-10-01T04:14:17.567Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"optimes" : {
"lastCommittedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"readConcernMajorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"appliedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"durableOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
}
},
"lastStableCheckpointTimestamp" : Timestamp(1538367228, 4),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "11.1.1.11:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 260,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2018-10-01T04:14:13Z"),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "could not find member to sync from",
"electionTime" : Timestamp(1538367226, 2),
"electionDate" : ISODate("2018-10-01T04:13:46Z"),
"configVersion" : 3,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "11.1.1.11:27018",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 14,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1538367253, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate"