云数据库 MongoDB 版的oplog相关参数设置不合理可能会导致实例主从同步异常、实例无法按时间点恢复数据等问题，本文将指导您如何配置oplog相关参数并对相关的风险进行说明。
oplog基本信息
云数据库 MongoDB 版副本集实例的主从复制是通过oplog（operations log）逻辑日志来完成的，oplog表（local.oplog.rs）是一个特殊的限制集合（capped collection），其中存储了所有对数据库中文档的改动操作。oplog具备以下基础特性：
在副本集中，写入操作只会在主节点上完成并产生相应的oplog，其他从节点将异步复制这些oplog并在自身回放，以保持主从复制状态。
如果某个操作并不改动任何文档或者因某种原因失败，则不会产生相应的oplog记录。
一条oplog记录在副本集中所有节点上都完全一致，回放并不会改变oplog表里的记录。
oplog表中的每个操作都是幂等的。无论一条oplog记录被回放了一次还是多次，得到的结果都是相同的。
oplog记录是与时间相关联的，oplog里每一条操作都有唯一的时间戳字段（ts）。该字段由UNIX时间戳和计数器两部分组成，因此可以确定任意两条oplog记录之间的先后顺序。
oplog窗口（
oplog window）代表着oplog表里最老的一条oplog记录和最新的一条oplog记录之间的时间差。主从复制依赖这个oplog窗口，只有能在同步源的oplog窗口找到期望的oplog记录时，从节点才能正常进行同步。从节点重启或者新增节点后，也是依赖oplog里的记录来确认自己能否成功成为副本集中正常的一员。如果发现自己期望的oplog记录在同步源中找不到，就会因为
too stale to catch up的错误而变成异常的RECOVERING状态。
oplog大小
在云数据库 MongoDB 版中，oplog的默认大小是实例磁盘空间的10%（例如您实例的磁盘空间为500 GB，则相应的oplog大小就是50 GB）。oplog大小会随着磁盘扩容而自动调整。
如需调整oplog大小，您可以在控制台对replication.oplogSizeMB参数进行调整，调整后无需重启，提交后即生效。如何修改配置参数，请参见设置数据库参数。
您可使用以下两种方式查看oplog表的实际大小：
在控制台监控信息页面的磁盘空间使用率指标中查看oplog表的实际大小。具体操作，请参见基本监控。
通过客户端工具（mongo shell或mongosh）连接实例后，执行以下命令来查看oplog表的大小以及oplog窗口期。
rs.printReplicationInfo()示例的结果如下：
configured oplog size: 10.10546875MB log length start to end: 94400 (26.22hrs) oplog first event time: Mon Mar 19 2012 13:50:38 GMT-0400 (EDT) oplog last event time: Wed Oct 03 2012 14:59:10 GMT-0400 (EDT) now: Wed Oct 03 2012 15:00:21 GMT-0400 (EDT)在示例中，oplog大小约为10MB，oplog窗口约为26小时。
oplog最小保留时间
从MongoDB 4.4版本开始，支持了oplog最小保留时间的配置文件项storage.oplogMinRetentionHours，让您可以直接控制oplog的保留时间来确保足够的oplog窗口。
默认情况下，该配置项的值为0，表示不设置oplog最小保留时间，此时oplog的清理还是由之前的oplog大小控制。如果设置了该配置项，oplog清理将在以下2个条件均满足时发生：
oplog超过了配置的
oplogSizeMB。oplog的时间戳比oplog最小保留时间还早。
当oplog还没有达到配置的oplogSizeMB时（例如实例刚初始化，还未写入太多数据），实际的oplog窗口可能会比设置的oplog最小保留时间大很多，此时oplog表的大小只受oplogSizeMB限制；当达到配置的oplogSizeMB后，oplog表的大小受oplog最小保留时间限制，当oplog产生速度较快时，oplog的总大小可能会比配置的oplogSizeMB大很多。
如需调整oplog的保留时间，您可以在控制台对storage.oplogMinRetentionHours参数进行调整，调整后无需重启，提交后即生效。如何修改配置参数，请参见设置数据库参数。
如需查看oplog的保留时间，您可以在控制台监控信息页面查看oplog保留时长指标。具体操作，请参见基本监控。
云数据库 MongoDB 版日志备份
云数据库 MongoDB 版所有实例的日志备份都基于oplog，相关管控服务进程会不断拉取实例上最新的oplog记录并流式上传至OSS，形成一系列日志备份文件。在按时间点恢复时，这些日志备份文件会用来进行oplog回放。
特殊情况下，日志备份中可能会产生空洞而导致无法按时间点恢复，具体信息，请参见风险说明。
本文中提到的日志备份空洞与MongoDB术语中的oplog hole并不是一个概念。
最佳实践
设置合理的oplog大小或oplog保留时间
通常情况下，oplog大小保持默认值即可，但是在以下场景的业务负载下，建议您调大oplog的大小：
经常对文档进行批量更新
每一个批量更新的操作都会生成多条针对单个文档的更新操作，这会产生大量的oplog记录。
反复地插入和删除
如果文档插入一段时间后被删除，那么数据库的磁盘空间并不会有明显增长，但oplog里会有很多相关记录。
针对相同文档的大量原地更新
如果业务场景中大部分操作是不会增加文档大小的更新，这些更新会产生大量的oplog记录，但磁盘上的数据量不会有明显变化。
如果您的业务负载是以下类型，也可以酌情调小oplog大小，以更充分地利用磁盘空间：
读多写少的业务负载。
存储冷数据。
无论是设置oplog大小还是oplog保留时间，都建议您尽量将MongoDB实例的oplog窗口控制在24小时以上。在一些需要额外进行初始化同步（initial sync）的场景，oplog窗口需要覆盖一个节点完成所有数据同步的时间，该时间通常跟实例的整体数据量、库表总数、实例规格等因素相关，oplog窗口可能会需要更长的时间。
关注从节点的延迟情况并配置好相关告警
当从节点出现延迟并且不断变大时，一旦延迟时间超过了oplog窗口，从节点将会进入异常状态无法恢复。因此，您需要关注MongoDB实例中的从节点延迟情况，并且在延迟不断增加时及时提交工单联系阿里云技术支持协助解决。
导致从节点出现延迟的原因有很多，包括：
网络延迟、丢包、中断等。
从节点的磁盘吞吐达到瓶颈。
{w:1}的writeConcern并且写入负载比较重。某些内核缺陷导致从节点主从复制被阻塞。
其他未列出的原因。
您可使用以下两种方式查看从节点的延迟情况：
在控制台监控信息页面的主备延迟指标中查看从节点的延迟情况。具体操作，请参见基本监控。
通过客户端工具（mongo shell或mongosh）连接实例后，执行以下命令来查看从节点的延迟情况。
rs.printSecondaryReplicationInfo()示例的结果如下：
source: m1.example.net:27017 syncedTo: Thu Apr 10 2014 10:27:47 GMT-0400 (EDT) 0 secs (0 hrs) behind the primary source: m2.example.net:27017 syncedTo: Thu Apr 10 2014 10:27:47 GMT-0400 (EDT) 0 secs (0 hrs) behind the primary在示例中，2个从节点都没有延迟。
您可以通过控制台的报警规则功能，创建一条针对复制延迟的云监控告警，建议报警阈值设置为10秒以上。具体操作，请参见设置阈值报警规则。
风险说明
可能导致日志备份出现空洞的主要原因有以下两种。
内核大版本低于3.4
周期性的空操作（periodic noop）是MongoDB内核在3.4大版本引入的，目的是为了适配readPreference的配套参数maxStalenessSeconds，详情请参见SERVER-23892。该空操作的目的主要是在没有业务写入的情况下，确保oplog依然在不断向前推进，由此可以判断副本集中主从节点的落后情况。
当数据库的内核大版本低于3.4时，如果很长时间都没有业务写入的情况，oplog不会再推进。因此，实例的日志备份也获取不到新的oplog数据而导致出现日志备份空洞，进而导致出现实例无法按时间点恢复的情况。
实例写入速度过快，oplog窗口太短
根据云数据库 MongoDB 版长期以来积累的实例日志备份数据判断，当一个实例的oplog产生速度达到250GB/h ~ 330GB/h左右时，就很有可能会出现日志备份无法跟上而导致产生日志备份空洞。
您可以通过前面提到的oplog大小以及oplog窗口来估算oplog产生速度。例如某个实例的oplog大小为20 GB，其oplog窗口为0.06h，则oplog生产速度大概是333.3GB/h。
这样的工作负载一般都是以下场景：
DTS、mongoShake或其他数据同步工具正在同步数据。
短时间内大量的批量INSERT或UPDATE负载。
灌数据（将大量数据快速导入到数据库中）。
压力测试。
为了避免写入速度过快而导致产生日志备份空洞，建议您考虑以下优化措施：
使用同步工具时进行适当的限速（比如并发度、批次大小）。
writeConcern使用
{w:"majority"}而不是{w:1}。
如果您的工作负载就是会有比较高的oplog生产速度，则应转而考虑以下优化方向：
使用分片集群实例或者增加分片数来降低单个分片上的oplog生产速度。
结合业务场景适当调大oplog大小或者oplog最小保留时间，给日志备份预留更长的缓冲时间。使得在工作负载降低时日志备份可以追赶之前落后的oplog记录。