50. 副本集、分片与备份恢复

本节目标：理解副本集与分片分别解决什么问题，并会用 mongodump/mongorestore 做备份和恢复。

前面章节都在单机视角下讲操作。生产环境还得考虑两件事：挂了怎么办（高可用）、数据太多怎么办（扩容）。这一章给概念全貌和备份命令。

50.1 副本集：多副本保高可用

副本集（Replica Set）是一组维护相同数据的 mongod 实例。它解决「单机挂了服务就断」的问题。

一个 主节点（Primary） 负责所有写操作。
多个 从节点（Secondary） 复制主节点的数据。
主节点挂了，从节点会自动选举出新的主，业务几乎无感。这就是自动故障转移（Failover）。

数据同步靠 oplog（操作日志）：主节点记下每个写操作，从节点追上重放。

// 进 mongosh 看副本集状态
test> rs.status()

Note

副本集不仅为高可用，也支撑了第 48 章的变更流和第 49 章的事务。这两大功能都依赖 oplog，所以都得有副本集。

50.2 分片：把数据拆到多机

分片（Sharding）把数据按某个键切分，分布到多台机器上，解决「单机装不下、扛不住」的问题。它是水平扩展（Horizontal Scaling）的手段。

一个分片集群由三部分组成：

Shard（分片）：每台存一部分数据，自身也是副本集。
Mongos（路由）：查询路由器，客户端只连它，由它把请求发到对应分片。
Config Server（配置服务器）：存集群的元数据和路由信息。

# 客户端连的是 mongos，而不是某个分片
mongosh "mongodb://mongos-host:27017"

分片键（Shard Key）决定数据怎么切。选不好会造成数据倾斜、热点。MongoDB 8.3 起，对分片集群的 DDL 操作都要走 mongos 执行。

Note

据 MongoDB 8.3 官方兼容说明，分片集群上的 DDL 与 applyOps 操作必须经由 mongos 执行，不能再直连分片节点。这是 8.3 的硬性变化，搭建集群时务必留意。

Warning

分片是重操作，架构复杂、运维成本高。数据量没到瓶颈前别轻易分片，先用副本集扛着。

50.3 副本集 vs 分片：各管一摊

维度	副本集	分片
主要目标	高可用、容灾	水平扩展、突破单机容量
数据分布	每份数据全量复制	数据被切分存到不同分片
写能力	受单机限制	可随分片数线性扩展
复杂度	低	高

Tip

简单记：怕挂用副本集，怕满用分片。很多生产环境是「副本集 + 分片」组合，既高可用又易扩展。

50.4 备份：mongodump 导出

mongodump 把数据库导出成 BSON 文件，是最常用的逻辑备份工具。

# 备份整个实例到 ./dump 目录
mongodump --uri="mongodb://127.0.0.1:27017"

# 只备份某个库或某个集合
mongodump --uri="mongodb://127.0.0.1:27017" --db=test --collection=users

导出结果是 BSON，体积小、保类型，适合做定时备份。

Note

副本集环境下建议在从节点上跑 mongodump，避免占用主节点资源、影响线上读写。

50.5 恢复：mongorestore 导入

mongorestore 把 mongodump 产出的文件还原回去。

# 从 dump 目录整体恢复
mongorestore --uri="mongodb://127.0.0.1:27017" ./dump

# 恢复时先清空目标集合，避免重复
mongorestore --uri="mongodb://127.0.0.1:27017" --drop ./dump

Warning

恢复会覆盖同名数据。--drop 会先删后导，生产执行前务必确认备份文件正确、目标无误。

50.6 小结

副本集用多副本和自动选举保高可用，分片用切分数据做水平扩展，两者常结合使用。备份用 mongodump 导出，恢复用 mongorestore 导入。概念清楚后，再按需深入集群搭建与调优。