分片集群实例设置数据分片-云数据库 MongoDB 版(MongoDB)-阿里云帮助中心

您可以对分片集群实例中的集合设置数据分片，以充分利用Shard节点的存储空间和计算性能。

背景信息

如果没有对集合设置数据分片，数据将被集中存放在一个Shard节点中，这将导致其他Shard节点的存储空间和计算性能无法被充分利用。


mongos> db.stats()
{
        "raw" : {
                "mgset-xxx65/xxx" : {
                        "db" : "mongodbtest",
                        "collections" : 0,
                        "views" : 0,
                        "objects" : 0,
                        "avgObjSize" : 0,
                        "dataSize" : 0,
                        "storageSize" : 0,
                        "numExtents" : 0,
                        "indexes" : 0,
                        "indexSize" : 0,
                        "fileSize" : 0,
                        "ok" : 1,
                        "$gleStats" : {
                                "lastOpTime" : Timestamp(0, 0),
                                "electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000001")
                        }
                },
                "mgset-xxx67/xxx" : {
                        "db" : "mongodbtest",
                        "collections" : 2,
                        "views" : 0,
                        "objects" : 1000021,
                        "avgObjSize" : 352.4417477232978,
                        "dataSize" : 352449149,
                        "storageSize" : 209125376,
                        "numExtents" : 0,
                        "indexes" : 1,
                        "indexSize" : 10141696,
                        "ok" : 1,
                        "$gleStats" : {
                                "lastOpTime" : Timestamp(0, 0),
                                "electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000001")
                        }
                }
        }
}

前提条件

实例类型为分片集群实例。

注意事项

MongoDB 对片键（Shard Key）的修改能力随着版本迭代不断增强：
- 4.4 版本以前：片键一旦设置，则固定不变，无法修改或删除。
- 从 4.4 版本开始：可以使用 refineCollectionShardKey 命令，通过为片键添加后缀字段的方式来优化它。
- 从 5.0 版本开始：引入了 reshardCollection 命令，支持完全更换一个集合的片键。
执行了数据分片操作后，均衡器会对满足条件的数据进行拆分，这将占用实例的资源，请在业务低峰期操作。
说明
您可以在设置数据分片之前，调整均衡器的活动窗口，指定它在业务低峰期执行均衡操作。详情请参见设置Balancer的活动窗口。
片键的选取将影响分片集群实例的性能，关于片键选取的案例介绍，请参见如何选择Shard Key和Shard Keys。

分片策略介绍

分片策略

说明

适用场景

基于范围的分片

MongoDB按照片键的值的范围将数据拆分为不同的块（chunk），每个块包含了一段范围内的数据。

优点： mongos可以快速定位请求需要的数据，并将请求转发到相应的Shard节点中。
缺点：可能导致数据在Shard节点上分布不均衡，容易造成读写热点，且不具备写分散性。

片键的值不是单调递增或单调递减、片键的值基数大且重复的频率低、需要范围查询等业务场景。

基于Hash值的分片

MongoDB计算单个字段的哈希值作为索引值，并以哈希值的范围将数据拆分为不同的块。

优点：可以将数据更加均衡地分布在各Shard节点中，具备写分散性。
缺点：不适合进行范围查询，进行范围查询时，需要将读请求分发到所有的Shard节点。

片键的值存在单调递增或递减、片键的值基数大且重复的频率低、需要写入的数据随机分发、数据读取随机性较大等业务场景。

除了上述两种分片策略，您还可以配置复合片键，例如由一个低基数的键和一个单调递增的键组成，详情请参见如何选择Shard Key。

操作步骤

本文以mongodbtest数据库，customer集合为例介绍操作流程。

通过Mongo Shell登录分片集群实例。
对集合所在的数据库启用分片功能。
重要
如果您的实例是MongoDB 6.0及以上版本，可跳过此步骤，更多信息，请参见sh.enableSharding()。
```
sh.enableSharding("<database>")
```
参数说明：<database>为数据库名。
示例：
```
sh.enableSharding("mongodbtest")
```
说明
您可以通过sh.status()查看分片状态。
对片键的字段建立索引。
```
db.<collection>.createIndex(<keyPatterns>,<options>)
```
参数说明：
- <collection>：集合名。
- <keyPatterns>：包含用于建立索引的字段和索引类型。
  常见的索引类型如下：
  - 1：创建升序索引
  - -1：创建降序索引
  - "hashed"：创建哈希索引
- <options>：表示接收可选参数，详情请参见db.collection.createIndex()，本操作示例中暂未使用到该字段。
创建升序索引示例：
```
db.customer.createIndex({name:1})
```
创建哈希索引示例：
```
db.customer.createIndex({name:"hashed"})
```
对集合设置数据分片。
```
sh.shardCollection("<database>.<collection>",{ "<key>":<value> } ) 
```
参数说明：
- <database>：数据库名。
- <collection>：集合名。
- <key>：分片的键，MongoDB将根据片键的值进行数据分片。
- <value>
  - 1：表示基于范围分片，通常能很好地支持基于片键的范围查询。
  - “hashed”：表示基于哈希分片，通常能将写入均衡分布到各Shard节点中。
基于范围分片的配置示例：
```
sh.shardCollection("mongodbtest.customer",{"name":1})
```
基于哈希分片的配置示例：
```
sh.shardCollection("mongodbtest.customer",{"name":"hashed"})
```

后续操作

经过一段时间的运行或数据写入后，您可以在Mongo Shell中执行sh.status()，查看数据在各Shard节点中的分布信息。


mongos> sh.status()
--- Sharding Status ---
  sharding version: {
        "_id" : 1,
        "minCompatibleVersion" : 5,
        "currentVersion" : 6,
        "clusterId" : ObjectId("5xxx")
}
  shards:
        { "_id" : "d-bpxxx3c4", "host" : "mgset-xxx29/xxx", "state" : 1 }
        { "_id" : "d-bpxxx834", "host" : "mgset-xxx27/xxx", "state" : 1 }
  active mongoses:
        "3.4.6" : 2
  autosplit:
        Currently enabled: yes
  balancer:
        Currently enabled:  yes
        Currently running:  no
NaN
        Failed balancer rounds in last 5 attempts:  0
        Migration Results for the last 24 hours:
                51 : Success
  databases:
        { "_id" : "mongodbtest", "primary" : "d-bpxxx834", "partitioned" : true }
                mongodbtest.customer
                        shard key: { "name" : 1 }
                        unique: false
                        balancing: true
                        chunks:
                                d-bpxxx3c4      51
                                d-bpxxx834      52
                        too many chunks to print, use verbose if you want to force print
        { "_id" : "test", "primary" : "d-bpxxx834", "partitioned" : false }

您也可以通过执行db.stats()查看该数据库在各Shard节点的数据存储情况。


mongos> db.stats()
{
    "raw" : {
        "mgset-xxx" : {
            "db" : "mongodbtest",
            "collections" : 2,
            "views" : 0,
            "objects" : 496075,
            "avgObjSize" : 353.0421932167515,
            "dataSize" : 175135406,
            "storageSize" : 434943968,
            "numExtents" : 0,
            "indexes" : 2,
            "indexSize" : 17107270,
            "ok" : 1,
            "$gleStats" : {
                "lastOpTime" : Timestamp(0, 0),
                "electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000001")
            }
        },
        "mgset-xxx" : {
            "db" : "mongodbtest",
            "collections" : 2,
            "views" : 0,
            "objects" : 505423,
            "avgObjSize" : 352.9883444164591,
            "dataSize" : 178408428,
            "storageSize" : 501801512,
            "numExtents" : 0,
            "indexes" : 2,
            "indexSize" : 17493372,
            "ok" : 1,
            "$gleStats" : {
                "lastOpTime" : Timestamp(0, 0),
                "electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000001")
            }
        }
    }
}