MongoDB管理:副本集创建集合时慎用{autoIndexId: false}选项

本文涉及的产品
云原生多模数据库 Lindorm,多引擎 多规格 0-4节点
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 MongoDB,通用型 2核4GB
简介:

MongoDB默认对_id字段建立索引

MongoDB创建集合时,默认会给集合创建id索引。用户如果不需要id索引,可以在创建结合时指定{autoIndexId: false}选项,这样创建出来的集合,就不会有任何索引了。

mongo-9552:PRIMARY> db.createCollection("testcoll", {autoIndexId: false});
{ "ok" : 1 }
mongo-9552:PRIMARY> db.testcoll.getIndexes()
[ ] 

什么场景不需要id索引?

当你只需要顺序访问集合数据的时候,可以不对id字段建立索引以提高写入效率,比如MongoDB的local.oplog.rs集合,Secondary使用tailable cursor顺序的从Primary上读取oplog,故MongoDB没有对locol.oplog.rs建立id索引。

mongo-9552:PRIMARY> use local
switched to db local
mongo-9552:PRIMARY> db.oplog.rs.getIndexes()
[ ]

使用副本集时必须对id建立索引

MongoDB createCollection的介绍文档中,关于autoIndexId选项,有个小tips

IMPORTANT
For replica sets, all collections must have autoIndexId set to true.

官方建议使用副本集时,所有的集合必须要有id索引,但MongoDB目前没有强制这么做,3.2版本里如果创建集合时指定了{autoIndexID: false},会提示如下信息,说明官方也准备废弃该选项。

 
 the autoIndexId option is deprecated and will be removed in a future release

同时,MongoDB启动时也会有警告信息

WARNING: the collection 'test.testcoll' lacks a unique index on _id. This index is needed for replication to function properly

副本集中id索引为什么是必须的?

参考官方issuse

https://jira.mongodb.org/browse/SERVER-22902
https://jira.mongodb.org/browse/SERVER-8237

副本集中,如果集合没有id索引,会导致Secondary在同步数据时负载很高

接下来分析Secondary节点负载高产生的原因

先看一个线上的实际例子,某集合没有id索引,用户以在该集合上每秒insert 100个文档,

Primary CPU利用率: 0.3%左右
Secondary CPU利用率: 200+%  (随集合中文档数量增加不断上涨)

insert操作在Primary上执行后,Primary会记录一条oplog

mongo-9552:PRIMARY> db.colltest.insert({x: 1})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
mongo-9552:PRIMARY> use local
switched to db local
mongo-9552:PRIMARY> db.oplog.rs.find().sort({$natural: -1}).limit(1)
{ "ts" : Timestamp(1456886695, 2), "h" : NumberLong("-6988779545498609573"), "v" : 2, "op" : "i", "ns" : "test.colltest", "o" : { "_id" : ObjectId("56d653a7204536989bc13c6a"), "x" : 1 } }

接下来Secondary从Primary读取该oplog,并重放oplog,对于insert操作,Secondary的行为是执行一条upsert操作(根据id查询文档,如果已经存在则update,如果不存在则insert),来保证幂等性。

由于集合没有id索引,导致Secondary在做upsert时,必对整个集合做一次扫描,来确定id是否存在,当集合规模越来越大时,全集合扫描的开销也越来越大,导致Secondary的负载越来越高,最终会影响到Secondary上的读请求。

AliCloudDB for MongoDB的改进

为了避免用户误用{autoIndexId: false}选项,AliCloudDB for MongoDB在用户在创建集合时,如果指定了该选项,创建的动作会失败。已向MongoDB官方提pull request,see https://github.com/mongodb/mongo/pull/1071

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