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通过 COMPACT 命令回收 MongoDB 分片集群磁盘碎片

最近更新时间：2024.01.08 16:12:21

首次发布时间：2023.09.18 15:16:10

本文介绍如何通过 compact 命令回收 MongoDB 分片集群实例的磁盘碎片，减少磁盘使用压力，提高利用率。

背景信息

文档数据库 MongoDB 版实例在删除数据时，不会直接回收被删除数据的磁盘空间（这些空间会被标记为空闲），后续新写入的数据不会占用新的磁盘空间，而是重用之前空闲的磁盘空间，那些未被使用的空闲存储空间则被称作磁盘碎片。随着删除的操作增多，碎片也会越来越多，磁盘碎片越多表明磁盘利用率越低。
Compact 命令可用于重写和整理 MongoDB 集合中所有的数据和索引，通过回收数据删除后所产生的磁盘碎片来提升磁盘利用率。关于 compact 命令的更多信息，请参见 compact。

前提条件

已分别获取 Shard 分片中主节点、从节点和隐藏节点的节点 ID。您可以在 MongoDB 控制台的实例信息页签，在节点信息区域查看各角色节点对应的 ID 信息。具体方法，请参见查看实例信息。
已为目标 Shard 分片申请私网连接地址，并复制目标 Shard 分片私网连接地址。具体操作方法，请参见申请私网地址。
说明
文档数据库 MongoDB 版分片集群实例只需回收 Shard 组件中对应节点的磁盘碎片。Mongos 和 ConfigServer 组件均不存储业务数据，并且增加和更新操作偏多，删除操作偏少，一般不需要回收磁盘碎片。
通过 Shard 分片私网地址和分片中各节点 ID 生成对应节点的单节点连接私网地址。单节点连接地址格式如下。
```
mongodb://<user>:<password>@<单节点连接地址前缀>.ivolces.com:3717 /?authSource=admin
```
不同角色的单节点连接地址前缀不同，其中：
说明
本文以 s0 分片为例，其中主节点、从节点、隐藏节点 ID 后缀分别为 s00、s01、s02。
- 主节点（Primary）对应的单节点连接地址前缀为 mongoshard****s00。
- 从节点（Secondary）对应的单节点连接地址前缀为 mongoshard****s01。
- 隐藏节点（Hidden）对应的单节点连接地址前缀为 mongoshard****s02。

回收 Shard 磁盘碎片

说明

建议在回收磁盘碎片前，先对数据库数据进行备份。数据备份的具体方法，请参见手动备份。
集合数据量、系统负载等因素会影响回收磁盘碎片的执行时间。
您可以在回收磁盘碎片前，先通过 Mongo Shell 连接 MongoDB 分片集群实例并进入目标数据库，使用 db.stats() 命令查看数据库所占用的磁盘空间详情，便于在回收结束后确认磁盘碎片回收效果。
MongoDB 4.4 及之前的版本执行 compact 命令会导致集合所属的数据库被锁定，且会阻塞数据库的读写操作。建议您在业务低峰期，严格按照如下操作顺序进行磁盘碎片回收操作，减少对业务的影响。关于受阻塞命令的更多详情，请参见 Blocking。

步骤一：回收 Hidden 节点上的磁盘碎片

在安装了 Mongo Shell 的本地服务器或 ECS 中，输入如下命令连接到分片集群实例的 Hidden 节点。

mongo "<前提条件中生成且已设置了数据库账号名称和密码的 Hidden 节点连接地址>"

示例如下。

mongo "mongodb://root:Pwd_123@mongoshard****s02.mongodb.ivolces.com:3717/?authSource=admin"

执行 rs.isMaster() 命令确认当前连接的节点是否为 Hidden 节点。
命令示例如下。
```
rs-mongo-shard-****-s0:SECONDARY|test> rs.isMaster()
```

返回结果示例如下。

说明

如下示例中仅展示了部分字段，若 hidden 字段值为 true，即表明当前连接的是 Hidden 节点。

{
        "hosts" : [
                "mongoshard****s00.ivolces.com:3717",
                "mongoshard****s01.ivolces.com:3717"
        ],
        "setName" : "rs-mongo-shard-****-s0",
        "setVersion" : 12444,
        "ismaster" : false,
        "secondary" : true,
        "primary" : "mongoshard****s00.ivolces.com:3717",
        "passive" : true,
        "hidden" : true,  
         ....... 
}

执行如下 compact 命令回收磁盘碎片。
```
db.runCommand({compact:"<collection_name>"})
```
本文以 test_collect 为例，命令示例如下。
```
db.runCommand({compact:"test_collect"})
```
若返回结果中出现 "ok" : 1 ，即表示 compact 命令执行成功。

步骤二：回收 Secondary 节点上的磁盘碎片

在安装了 Mongo Shell 的本地服务器或 ECS 中，输入如下命令连接到分片集群实例的 Secondary 节点。

mongo "<前提条件中生成且已设置了数据库账号名称和密码的 Secondary 节点连接地址>"

示例如下。

mongo "mongodb://root:Pwd_123@mongoshard****s01.mongodb.ivolces.com:3717/?authSource=admin"

执行 rs.isMaster() 命令确认当前连接的节点是否为 Secondary 节点。
命令示例如下。
```
rs-mongo-shard-****-s0:SECONDARY|test> rs.isMaster()
```

返回结果示例如下。

说明

返回结果中 secondary 字段值为 true，即表明当前连接的是 Secondary 节点。

{
        "hosts" : [
                "mongoshard****s00.ivolces.com:3717",
                "mongoshard****s01.ivolces.com:3717"
        ],
        "setName" : "rs-mongo-shard-****-s0",
        "setVersion" : 12444,
        "ismaster" : false,
        "secondary" : true,
        "primary" : "mongoshard****s00.ivolces.com:3717",
        .......
}

执行 compact 命令回收磁盘碎片。
在 Secondary 节点中执行 compact 命令的方法和在 Hidden 节点上的一样。具体的命令详情和示例，请参见在 Hidden 节点上执行 COMPACT 命令。

步骤三：手动切换主节点

手动将已完成磁盘碎片回收的从节点切换为主节点，详细操作步骤，请参见切换主节点。

注意

手动切换主节点过程（一般需要 30~60 秒）中，实例可能会出现 1~2 次连接闪断，请谨慎操作。建议在业务低峰期执行切换操作，并确保应用具备自动重连机制。
手动切换主节点仅改变节点的角色，不会改变节点所在的可用区和节点 ID。

步骤四：回收新 Secondary 节点上的磁盘碎片

主节点切换成功后，参考回收 Secondary 节点上的磁盘碎片相关步骤，连接到切换后的 Secondary 节点并完成磁盘碎片回收。具体操作步骤，请参见回收 Secondary 节点上磁盘碎片。

说明

所有节点上的磁盘碎片回收完成后，您可以再次通过 Mongo Shell 连接 MongoDB 分片集群实例并进入目标数据库，使用 db.stats() 命令查看数据库所占用的磁盘空间详情，与回收前的磁盘空间数据进行对比，确认磁盘碎片回收效果。