10-【MongoDB入门教程】 Journaling日志机制

Journaling日志机制

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运行MongoDB若是开启了journaling日志功能，MongoDB先在内存保存写操做，并记录journaling日志到磁盘，而后才会把数据改变刷入到磁盘上的数据文件。为了保证journal日志文件的一致性，写日志是一个原子操做。本文将讨论MongoDB中journaling日志的实现机制。

Journal日志文件

若是开启了journal日志功能，MongoDB会在数据目录下建立一个journal文件夹，用来存放预写重放日志。同时这个目录也会有一个last-sequence-number文件。若是MongoDB安全关闭的话，会自动删除此目录下的全部文件，若是是崩溃致使的关闭，不会删除日志文件。在MongoDB进程重启的过程当中，journal日志文件用于自动修复数据到一个一致性的状态。

journal日志文件是一种往文件尾不停追加内容的文件，它命名以j._开头，后面接一个数字（从0开始）做为序列号。若是文件超过1G大小，MongoDB会新建一个journal文件j._1。只要MongoDB把特定日志中的全部写操做刷入到磁盘数据文件，将会删除此日志文件。由于数据已经持久化，再也不须要用它来重放恢复数据了。journal日志文件通常状况下只会生成两三个，除非你每秒有大量的写操做发生。

若是你须要的话，你可使用storage.smallFiles参数来配置journal日志文件的大小。好比配置为128M。

Journaling机制的存储视图

Journaling功能用到了MongoDB存储层数据集内部的两个视图。

shared视图保存数据修改操做，用于刷入到磁盘数据文件。shared视图是MongoDB中惟一访问磁盘数据文件的视图。mongod进程请求操做系统把磁盘数据文件映射到虚拟内存的shared视图。操做系统只是映射数据与内存关系，并不立刻加载数据到内存。当查询须要的时候，才会加载数据到内存，即按需加载。

private视图存储用于查询操做的数据。同时private视图也是MongoDB执行写操做的第一个地方。一旦journal日志提交完成，MongoDB会复制private视图中的改变到shared视图，再经过shared视图将数据刷入到磁盘数据文件。

journal视图是一个用来保证新的写操做的磁盘视图。当MongoDB在private视图执行完写操做后，在数据刷入磁盘以前，会先记录journal日志。journal日志保证了持久性。若是mongod实例在数据刷入磁盘以前崩溃，重启过程当中journal日志会重放并写入shared视图，最终刷入磁盘持久化。

Journaling如何纪录写操做

MongoDB采用group commits方式将写操做批量复制到journal日志文件中。group commits提交方式可以最小化journal日志机制对性能的影响。所以group commits方式在提交过程当中必须阻塞全部写入。commitIntervalMs参数能够用于配置日志提交的频率，默认是100ms。

Journaling存储如下原始操做：

• 文档插入或更新
• 索引修改
• 命名空间文件元数据的修改
• 建立和者删除数据库或关联的数据文件

当发生写操做，MongoDB首先写入数据到内存中的private视图，而后批量复制写操做到journal日志文件。写个journal日志实体来用描述写操做改变数据文件的哪些字节。

MongoDB接下来执行journal的写操做到shared视图。此时，shared视图与磁盘数据文件不同。

默认每60s钟，MongoDB请求操做系统将shared视图刷入到磁盘。使数据文件更新到最新的写入状态。若是系统内存资源不足的时候，操做系统会选择以更高的频率刷入shared视图到磁盘。

MongoDB刷入数据文件完成后，会通知journal日志已经刷入。一旦journal日志文件只包含所有刷入的写操做，再也不用于恢复，MongoDB会将它删除或者做为一个新的日志文件再次使用。

做为journaling机制的一部分，MongoDB会例行性请求操做系统从新将shared视图映射到private视图，为了节省物理内存。一旦发生重映射，操做系统可以识别到能够在private视图和shared视图共享的内存页映射。

小结

Journaling是MongoDB中很是重要的一项功能，相似于关系数据库中的事务日志。Journaling可以使MongoDB数据库因为意外故障后快速恢复。MongoDB2.0版本后默认开启了Journaling日志功能，mongod实例每次启动时都会检查journal日志文件看是否须要恢复。因为提交journal日志会产生写入阻塞，因此它对写入的操做有性能影响，但对于读没有影响。在生产环境中开启Journaling是颇有必要的。