Kaip veikia replikų rinkiniai MongoDB?

Question

Accepted Answer

**Replikų rinkinys** yra MongoDB serverių grupė, palaikanti tą patį duomenų variantą — suteikianti **aukštą prieinamumą** (automatinė perėjimas į atsarginę sistemą) ir **dubliavimą**. Vienas mazgas yra **pirminis** (tvarko rašymus), kiti yra **antriniai** (tiesiogiai nusikopijuoja pirminio duomenis ir gali aptarnauti skaitymų užklausas). Tai MongoDB standartinis patikimingumo mechanizmas.

## Replikų rinkinio struktūra

```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")
```

Pirminis tvarko rašymus ir juos tiesiogiai nusikopijuoja (per **oplog**, operacijų žurnalą) antriniam, kurie išlieka sinchronizuoti. Tipinis rinkinys turi 3 narius patvarumui.

## Automatinis perėjimas į atsarginę sistemą (aukšta prieinama)

```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.
```

**Automatinis perėjimas į atsarginę sistemą** yra pagrindinė vertė: jei pirminis nepavyksta, replikų rinkinys automatiškai renka naują pirmą — serverio gedimą paversdamas trumpa pertrūkiu vietoje išjungimo. (Nelyginė balsavimo narių suma išvaldo lyginės rinktinės.)

## Skaitymo mastelis ir skaitymo nuostatos

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

Antrininkai gali aptarnauti skaitymus (mastelis skaitymo pajėgumą), kontroliuojama **skaitymo nuostatomis** — nors antriniai skaitymai gali būti šiek tiek pasenę (asinchroninis dubliavimas).

## Rašymo nerimas (patvarumas)

```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)
```

**Rašymo nerimas** valdo patvarumą: `w: "majority"` laukia, kol dauguma mazgų patvirtins (saugesni — išgyvena pirminio gedimą be duomenų praradimo) palyginti su `w: 1` (greitesni bet rašymas gali būti prarastas persijungime).

## Kodėl tai svarbu

Replikų rinkiniai yra pagrindiniai MongoDB patikimam veikimui gamyboje, todėl jų supratimas yra svarbus aukšto lygio žinios gamybos MongoDB diegiams.

Pagrindinė vertė yra **aukšta prieinama per automatinį perėjimą į atsarginę sistemą**: replikų rinkinys (serverių grupė, palaikanti tuos pačius duomenis, o pirminis tvarko rašymus ir antriniai nusikopijuoja) automatiškai renka naują pirminį, jei dabartinis nepavyksta — serverio gedimą paversdamas trumpa pertrūkiu vietoje visiško išjungimo, kuris yra būtinas sistemoms, kurios turi likti prieinamos (ir reikalingas operacijoms ir daugeliui gamybos funkcijų).

Supratimas apie struktūrą (pirminis, antriniai, pasirinktas arbitras, oplog dubliavimui) ir **rinkimų/perėjimo** mechanizmą yra pagrindiniai.

Žinojimas, kad antriniai gali aptarnauti **skaitymus** (mastelis skaitymo pajėgumą per **skaitymo nuostatas**, su patvartymu, kad gali būti šiek tiek stalumas iš asinchroninio dubliavimo) yra vertingas našumui.

Iparimgai svarbu suprasti **rašymo nerimą** — patvarumo kontrolę, kur `w: "majority"` užtikrina, kad rašymas patvirtintas dauguma mazgų (todėl išgyvena pirminį perėjimą be duomenų praradimo — svarbu kritiniams duomenims) tiesiai su `w: 1` (greitesni bet rizikingesni persijungime) — svarbi patikimingumo/našumo kompromiso linija.

Kadangi aukšta prieinama ir patvarumas yra būtini gamybos duomenų bazėms, ir kadangi replikų rinkiniai (su automatiniu perėjimu į atsarginę sistemą, skaitymo masteliu per antrines sistemas, ir rašymo nerimą patvarumui) yra MongoDB pagrindiniai aukštos prieinavumo ir patvarumo mechanizmai, supratimas apie replikų rinkinius — struktūrą, automatinį perėjimą į atsarginę sistemą, skaitymo nuostatas ir ypač rašymo nerimą — yra svarbus aukšto lygio žinios MongoDB patikimam diegimui gamyboje, dažnai kritinis susirūpinimas ir tema, demonstruojanti MongoDB aukštos prienavumo ir patvarumo modelio supratimą, kuris yra tikėtinas aukšto lygio vaidmenims, dirbant su duomenų baze.