MongoDB में replica sets कैसे काम करते हैं?

Question

Accepted Answer

एक **replica set** MongoDB servers का एक समूह है जो समान data बनाए रखता है — **high availability** (automatic failover) और **redundancy** प्रदान करता है। एक node **primary** होता है (writes संभालता है), अन्य **secondaries** होते हैं (primary के data को replicate करते हैं और reads परोस सकते हैं)। यह MongoDB का विश्वसनीयता के लिए मानक तंत्र है।

## Replica set संरचना

```text
PRIMARY (1)   → receives all WRITES; replicates changes to secondaries
SECONDARIES (2+) → copy the primary's data (via the oplog); can serve READS
ARBITER (optional) → votes in elections but holds no data (for odd vote counts)

Write → Primary → replicated to Secondaries (via the operations log "oplog")
```

Primary writes संभालता है और उन्हें (**oplog**, operations के एक log के माध्यम से) secondaries में replicate करता है, जो synchronized रहते हैं। एक सामान्य set में resilience के लिए 3 members होते हैं।

## Automatic failover (high availability)

```text
If the PRIMARY fails:
  → the secondaries detect it and hold an ELECTION
  → a secondary is automatically elected as the NEW PRIMARY
  → the application (via the driver) reconnects to the new primary
  → minimal downtime, no manual intervention
→ This automatic failover is the key high-availability benefit.
```

**Automatic failover** मुख्य मूल्य है: यदि primary विफल हो जाता है, तो replica set स्वचालित रूप से एक नया primary चुनता है — एक server विफलता को outage के बजाय एक संक्षिप्त रुकावट में बदलना। (voting members की एक विषम संख्या tie elections से बचाती है।)

## Read scaling और read preferences

```js
// reads can be directed to secondaries to offload the primary
db.collection.find().readPref("secondaryPreferred");
// read preferences: primary (default), secondary, nearest, etc.
```

Secondaries reads परोस सकते हैं (read क्षमता को scale करना), **read preferences** द्वारा नियंत्रित — हालाँकि secondary reads थोड़े पुराने हो सकते हैं (asynchronous replication)।

## Write concern (durability)

```js
// write concern: how many nodes must acknowledge a write before it's confirmed
db.collection.insertOne(doc, { writeConcern: { w: "majority" } });
// w: 1 (primary only — fast, less safe) vs w: "majority" (safer — survives failover)
```

**Write concern** durability को नियंत्रित करता है: `w: "majority"` एक majority nodes के acknowledge करने की प्रतीक्षा करता है (अधिक सुरक्षित — primary विफलता को data loss के बिना झेलता है) बनाम `w: 1` (तेज़ लेकिन failover पर एक write खो सकता है)।

## यह क्यों महत्वपूर्ण है

Replica sets production में MongoDB को विश्वसनीय रूप से चलाने के लिए मौलिक हैं, इसलिए इन्हें समझना production MongoDB deployments के लिए महत्वपूर्ण senior-स्तरीय ज्ञान है।

मूल मूल्य **automatic failover के माध्यम से high availability** है: एक replica set (समान data बनाए रखने वाले servers का समूह, primary writes संभालता है और secondaries replicate करते हैं) यदि वर्तमान primary विफल हो जाता है तो स्वचालित रूप से एक नया primary चुनता है — एक server विफलता को कुल outage के बजाय एक संक्षिप्त रुकावट में बदलना, जो उन systems के लिए आवश्यक है जिन्हें उपलब्ध रहना चाहिए (और transactions तथा कई production features के लिए आवश्यक है)।

संरचना (primary, secondaries, वैकल्पिक arbiter, replication के लिए oplog) और **election/failover** तंत्र को समझना बुनियादी है।

यह जानना कि secondaries **reads** परोस सकते हैं (**read preferences** के माध्यम से read क्षमता को scale करना, asynchronous replication से संभावित थोड़ी पुरानी जानकारी की चेतावनी के साथ) performance के लिए मूल्यवान है।

विशेष रूप से महत्वपूर्ण है **write concern** को समझना — durability नियंत्रण जहाँ `w: "majority"` यह सुनिश्चित करता है कि एक write majority nodes द्वारा acknowledge किया गया है (ताकि यह primary failover को data loss के बिना झेले — महत्वपूर्ण data के लिए महत्वपूर्ण) बनाम `w: 1` (तेज़ लेकिन failover पर अधिक जोखिम भरा) — एक प्रमुख reliability/performance trade-off।

चूँकि high availability और durability production databases के लिए आवश्यक हैं, और चूँकि replica sets (automatic failover, secondaries के माध्यम से read scaling, और durability के लिए write concern के साथ) उनके लिए MongoDB का मौलिक तंत्र हैं, replica sets को समझना — संरचना, automatic failover, read preferences, और विशेष रूप से write concern — production में MongoDB को विश्वसनीय रूप से deploy करने के लिए महत्वपूर्ण senior-स्तरीय ज्ञान है, एक बार-बार महत्वपूर्ण चिंता और एक विषय जो MongoDB के high-availability और durability model की समझ को दर्शाता है जो database के साथ काम करने वाली senior भूमिकाओं के लिए अपेक्षित है।