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Mongodb新舊版本索引創(chuàng)建鎖分析

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Mongodb新舊版本索引創(chuàng)建鎖分析

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客戶生產(chǎn)環(huán)境中當(dāng)前使用的Mongodb數(shù)據(jù)庫(kù)大多數(shù)都是3.6或者更低的版本，在3.X版本中創(chuàng)建索引，分為前臺(tái)和后臺(tái)創(chuàng)建，前臺(tái)創(chuàng)建索引會(huì)加庫(kù)級(jí)鎖，導(dǎo)致該庫(kù)上的其他所有讀寫操作都會(huì)被阻塞，后臺(tái)創(chuàng)建則不會(huì)阻塞增刪改查操作，但是建索引的效率會(huì)變慢。

本文將對(duì)3.6和4.2以上版本建索引的區(qū)別進(jìn)行對(duì)比。


官方文檔相關(guān)的說(shuō)明

從 MongoDB 4.2 開(kāi)始，創(chuàng)建索引僅在構(gòu)建過(guò)程的開(kāi)始和結(jié)束期間對(duì)被索引的集合獲取排他鎖，以保護(hù)元數(shù)據(jù)更改。構(gòu)建過(guò)程的其余部分使用后臺(tái)索引構(gòu)建的行為來(lái)最大化構(gòu)建期間對(duì)集合的讀寫訪問(wèn)。
4.2版本以后的優(yōu)化后的索引創(chuàng)建過(guò)程的性能至少與舊版本的background創(chuàng)建方式相同。如果說(shuō)創(chuàng)建索引的集合的增刪改操作較少，則性能跟前臺(tái)創(chuàng)建索引一樣。
索引的創(chuàng)建過(guò)程及加鎖情況如下表：


不同版本數(shù)據(jù)庫(kù)建索引測(cè)試對(duì)比

本次采用3.6和4.2兩個(gè)版本在相同的集合上創(chuàng)建索引進(jìn)行對(duì)比。
測(cè)試用的集合包含1000W個(gè)文檔，大小近400MB。
3.6版本前臺(tái)創(chuàng)建索引，可看到從建索引開(kāi)始一直持有庫(kù)級(jí)排他鎖，如下圖：
當(dāng)在后臺(tái)創(chuàng)建索引時(shí)，全局、庫(kù)級(jí)、集合級(jí)都是IX鎖，不會(huì)對(duì)其他讀寫操作進(jìn)行阻塞，見(jiàn)下圖：
在4.2版本中創(chuàng)建索引時(shí)，由于兩個(gè)持有排他鎖的階段時(shí)間都很短，我們沒(méi)法捕獲到，下面兩個(gè)截圖，分別是集合掃描和臨時(shí)表（side write table）數(shù)據(jù)處理階段，均持有的是意向共享鎖和意向排他鎖，不會(huì)對(duì)其他會(huì)話讀寫進(jìn)行阻塞。

總結(jié)：在目前的mongodb運(yùn)維中，曾出現(xiàn)多次由于開(kāi)發(fā)人員對(duì)mongodb索引特性不熟悉，未使用background:true創(chuàng)建索引而導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)阻塞的故障。

經(jīng)驗(yàn)證測(cè)試，4.2以后的版本創(chuàng)建索引不會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的阻塞，且索引創(chuàng)建效率比后臺(tái)創(chuàng)建索引要略快。所以可以結(jié)合其他實(shí)際情況推動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)升級(jí)到4.4版。


本文作者：劉運(yùn)彬（上海新炬王翦團(tuán)隊(duì)）

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