使用MongoDB副本集进行高可用性和故障转移

MongoDB副本集是一组运行相同数据集的MongoDB服务器实例，其中一个是主节点（Primary），其余是从节点（Secondary），在主节点宕机时，从节点中会选出一个新的主节点。这可以确保高可用性和故障转移，同时提供数据冗余。

以下是MongoDB副本集的详细步骤：

1. 启动MongoDB实例

首先，需要启动MongoDB实例。为了演示方便，我们将在一个机器上启动三个实例。在终端中分别输入以下命令启动三个MongoDB实例：

mongod --port 27017 --dbpath /data/rs1 --replSet rs0
mongod --port 27018 --dbpath /data/rs2 --replSet rs0
mongod --port 27019 --dbpath /data/rs3 --replSet rs0

上述命令分别启动三个MongoDB实例，使用不同的端口和数据目录。

2. 初始化副本集

在MongoDB shell中，运行以下命令初始化副本集：

rs.initiate()

上述命令将当前的MongoDB实例添加到副本集中，并将当前实例的主机名添加到副本集中。

3. 添加从节点

接下来，我们将其他的MongoDB实例添加到副本集中。在MongoDB shell中，运行以下命令添加两个从节点：

rs.add("localhost:27018")
rs.add("localhost:27019")

上述命令将两个实例添加为从节点，并复制主节点中的数据。

4. 查看副本集状态

在MongoDB shell中，运行以下命令查看副本集状态：

rs.status()

上述命令将返回当前副本集状态。当副本集中的主节点出现故障时，从节点将自动选举一个新的主节点，以确保高可用性和故障转移。

代码演示：

在Python中使用pymongo库连接MongoDB并管理副本集，以下是一个简单的代码演示：

import pymongo

# 创建MongoDB连接
client = pymongo.MongoClient(
    "mongodb://localhost:27017,localhost:27018,localhost:27019",
    replicaSet="rs0"
)

# 获取数据库和集合
db = client.pidancode
collection = db.users

# 插入文档
data = {"name": "皮蛋编程", "age": 18, "email": "pidan@code.com"}
collection.insert_one(data)

# 查询文档
result = collection.find_one({"name": "皮蛋编程"})

print(result)

上述代码在MongoDB副本集中插入了一个名为“pidancode”的数据库和一个名为“users”的集合，并插入了一条文档。然后，它查询了这个名为“皮蛋编程”的文档，并将结果打印到控制台。这可以确保在主节点故障时，从节点可以自动当选为新的主节点，并提供数据冗余和高可用性。