MongoDB源码分析之Mongos

日期: 2011-05-15 作者:代震军 来源:TechTarget中国 英文

  MongoDB提供了auto-sharding 功能。因为其是auto-sharding,即mongodb通过mongos(一个自动分片模块,用于构建一个大规模的可扩展的数据库集群,这个集群可以并入动态增加的机器)自动建立一个水平扩展的数据库集群系统,将数据库分表存储在sharding的各个节点上。

  一个mongodb集群包括一些shards(包括一些mongod进程),mongos路由进程,一个或多个config服务器。

  下面是一些相关词汇说明:

  Shards:每一个shard包括一个或多个服务和存储数据的mongod进程(mongod是MongoDB数据的核心进程)典型的每个shard开启多个服务来提高服务的可用性。这些服务/mongod进程在shard中组成一个复制集

  Chunks:Chunk是一个来自特殊集合中的一个数据范围,(collection,minKey,maxKey)描叙一个chunk,它介于minKey和maxKey范围之间。例如chunks 的maxsize大小是100M,如果一个文件达到或超过这个范围时,会被切分到2个新的chunks中。当一个shard的数据过量时,chunks将会被迁移到其他的shards上。同样,chunks也可以迁移到其他的shards上

  Config Servers:Config服务器存储着集群的metadata信息,包括每个服务器,每个shard的基本信息和chunk信息Config服务器主要存储的是chunk信息。每一个config服务器都复制了完整的chunk信息。

  今天要介绍的源码主要是Mongos的主入口函数的执行流程,首先我们打开Mongos的项目(可通过打开源码dbdb_10.sln加载所有项目),如下图:

  

  注:如果要调试mongos,需要设置一个mongod进程和一个Config Server,形如:

  d:mongodb>bin>mongod –dbpath d:mongodbdb –port 27012

  d:mongodb>bin>mongod –configsvr –dbpath d:mongodbdb –port 27022

  然后在vs2010中配置相应的boost路径信息及启动参数信息,如下图:

  

 
点击放大

  

 
点击放大

  

 
点击放大

  下面开始正文。首先打开mongos项目中的server.cpp文件,找到下面方法:

int main(int argc, char* argv[]) {
    try {
        return _main(argc, argv);
    }
    catch(DBException& e) {
        cout << “uncaught exception in mongos main:” << endl;
        cout << e.toString() << endl;
    }
    catch(std::exception& e) {
        cout << “uncaught exception in mongos main:” << endl;
        cout << e.what() << endl;
    }
    catch(…) {
        cout << “uncaught exception in mongos main” << endl;
    }
    return 20;
}

  该方法是mongos的主函数,代码很简,它主要是try方式执行_main方法,下面是_main的执行流程:

int _main(int argc, char* argv[]) {    
    static StaticObserver staticObserver;
    mongosCommand = argv[0];
    //声明options信息描述对象
    po::options_description options(“General options”);
    po::options_description sharding_options(“Sharding options”);
    po::options_description hidden(“Hidden options”);
    po::positional_options_description positional;

    CmdLine::addGlobalOptions( options , hidden );
    //添加sharding选项描述信息
    sharding_options.add_options()
    ( “configdb” , po::value<string>() , “1 or 3 comma separated config servers” )
    ( “test” , “just run unit tests” )
    ( “upgrade” , “upgrade meta data version” )
    ( “chunkSize” , po::value<int>(), “maximum amount of data per chunk” )
    ( “ipv6”, “enable IPv6 support (disabled by default)” )
    ( “jsonp”,”allow JSONP access via http (has security implications)” )
    ;

    options.add(sharding_options);
    …..

  在完成option描述信息的初始化操作之后,下面就开始对启动命令行参数进行分析和执行了,如下:

…..
    // parse options
    po::variables_map params;
    //对argc,argv进行分析并转换成params,以便下面使用
    if ( ! CmdLine::store( argc , argv , options , hidden , positional , params ) )
        return 0;

    // The default value may vary depending on compile options, but for mongos
    // we want durability to be disabled.
    cmdLine.dur = false;
    //如果是help
    if ( params.count( “help” ) ) {
        cout << options << endl;
        return 0;
    }
    //如果是版本信息
    if ( params.count( “version” ) ) {
        printShardingVersionInfo();
        return 0;
    }
    //如要设置chunkSize
    if ( params.count( “chunkSize” ) ) {
        Chunk::MaxChunkSize = params[“chunkSize”].as<int>() * 1024 * 1024;
    }

    ……

    //必选项,设置configdb信息
    if ( ! params.count( “configdb” ) ) {
        out() << “error: no args for –configdb” << endl;
        return 4;
    }

    vector<string> configdbs;
    //对参数configdb进行分割 (以’,’分割 )
    splitStringDelim( params[“configdb”].as<string>() , &configdbs , ‘,’ );
    //mongodb强制为1或3,具体原因不明
    if ( configdbs.size() != 1 && configdbs.size() != 3 ) {
        out() << “need either 1 or 3 configdbs” << endl;
        return 5;
    }

    // we either have a seeting were all process are in localhost or none is
    for ( vector<string>::const_iterator it = configdbs.begin() ; it != configdbs.end() ; ++it ) {
        try {
            // 根据地址参数实例化HostAndPort对象,如地址不合法则抛出异常
            HostAndPort configAddr( *it );  

            if ( it == configdbs.begin() ) {
                grid.setAllowLocalHost( configAddr.isLocalHost() );
            }
            //不允许在configdbs出现本地地址,注:如果configdb中全部为本地地址
            //(实际用处不大)时不会执行下面if逻辑
            if ( configAddr.isLocalHost() != grid.allowLocalHost() ) {
                out() << “cannot mix localhost and ip addresses in configdbs” << endl;
                return 10;
            }

        }
        catch ( DBException& e) {
            out() << “configdb: ” << e.what() << endl;
            return 9;
        }
    }

  上面完成了对命令行参数分析之后,接下来mongos要加载绑定几个hook:

    // set some global state
    //添加对链接池hook的绑定(shardingConnectionHook对象引用),以最终调用其onHandedOut方法
    pool.addHook( &shardingConnectionHook );
    //设置链接池名称
    pool.setName( “mongos connectionpool” );
    //不设置“延迟kill游标”
    DBClientConnection::setLazyKillCursor( false );
    //设置当replicaSet配置修改时的hook对象(replicaSetChangey方法会更新链接对象信息
    ReplicaSetMonitor::setConfigChangeHook( boost::bind( &ConfigServer::replicaSetChange , &configServer , _1 ) );

  上面的hook主要是在mongos主程序启动完成后,在运行期间执行一些数据操作时执行某些额外操作。从代码可以看出,mongos使用了链接池功能以提升获取链接的效率,具体实现机制我会在后绪章节中加以阐述。代码中的ReplicaSetMonitor类为一个维护和获取有效复制集的监视类,它提供了获取有效master,slave 的方法。完成这一步绑定后,接着mongos就会对config server信息进行初始化和升级操作了,如下:

   //显示sharding版本信息
    printShardingVersionInfo();
    //实始化configServer
    if ( ! configServer.init( configdbs ) ) {
        cout << “couldn’t resolve config db address” << endl;
        return 7;
    }

    if ( ! configServer.ok( true ) ) {
        cout << “configServer startup check failed” << endl;
        return 8;
    }
    //检查Config版本信息(必要时进行升级操作)
    int configError = configServer.checkConfigVersion( params.count( “upgrade” ) );
    if ( configError ) {
        if ( configError > 0 ) {
            cout << “upgrade success!” << endl;
        }
        else {
            cout << “config server error: ” << configError << endl;
        }
        return configError;
    }
    //重新设置config db信息(包括shard中chunk的min,lastmod信息)
    configServer.reloadSettings();

  最后就是启动侦听服务,这里mongos启动了两个侦听服务器,一个是以线程方式启动,用于接收授权的用户操作信息,另一个则是普遍的循环侦听服务,用于侦听客户端message如下:

 //初始化一些Signals信息,用于处理程序退出,中断等情况
    init();
    //以线程方式启动webserver,循环侦听授权访问的 message信息,详见dbwebserver.cpp文件中allowed方法
    boost::thread web( boost::bind(&webServerThread, new NoAdminAccess() /* takes ownership */) );

    MessageServer::Options opts;
    opts.port = cmdLine.port;
    opts.ipList = cmdLine.bind_ip;
    start(opts);//启动message服务器,侦听客户端message

    dbexit( EXIT_CLEAN );
    return 0;

  到这里,main代码就介绍完了,但上面代码段中的start才是启动balancer来均衡各个shard间chunk的操作,所以我们接着再看一下该方法的实现:

 void start( const MessageServer::Options& opts ) {
        setThreadName( “mongosMain” );//设置线程名称
        installChunkShardVersioning();//绑定chunk shard版本控制信息
        balancer.go();//均衡shard 中chunk(节点)信息,详情参见 balance.cpp的run()方法
        cursorCache.startTimeoutThread();//对空闲(过期)游标进行清除操作

        log() << “waiting for connections on port ” << cmdLine.port << endl;
        ShardedMessageHandler handler;
        MessageServer * server = createServer( opts , &handler );//构造server对象
        server->setAsTimeTracker();
        server->run();//启动message服务
    }

我们一直都在努力坚持原创.......请不要一声不吭,就悄悄拿走。

我原创,你原创,我们的内容世界才会更加精彩!

【所有原创内容版权均属TechTarget,欢迎大家转发分享。但未经授权,严禁任何媒体(平面媒体、网络媒体、自媒体等)以及微信公众号复制、转载、摘编或以其他方式进行使用。】

微信公众号

TechTarget微信公众号二维码

TechTarget

官方微博

TechTarget中国官方微博二维码

TechTarget中国

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

敬请读者发表评论,本站保留删除与本文无关和不雅评论的权力。

相关推荐