MongoDB是基于分布式文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，由C++語言編寫。旨在為WEB應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案,且MongodDB是一個(gè)介于關(guān)系數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的產(chǎn)品，是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中功能最豐富，最像關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

由于MongoDB的特性以及功能，使得其在企業(yè)使用頻率很大，所以很多面試都會(huì)MongoDB的相關(guān)知識，基于網(wǎng)上以及自己閱讀官網(wǎng)文檔總結(jié)2019-2020年MongoDB的面試題。具體如下：

? 1Q：MongoDB的優(yōu)勢有哪些？

• 面向集合(Collection)和文檔(document)的存儲(chǔ)，以JSON格式的文檔保存數(shù)據(jù)。

• 高性能，支持Document中嵌入Document減少了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上的I/O操作以及具有完整的索引支持，支持快速查詢

• 高效的傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式：支持二進(jìn)制數(shù)據(jù)及大型對象

• 高可用性，數(shù)據(jù)復(fù)制集，MongoDB 數(shù)據(jù)庫支持服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)復(fù)制來提供自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（automatic failover）

• 高可擴(kuò)展性，分片(sharding)將數(shù)據(jù)分布在多個(gè)數(shù)據(jù)中心,MongoDB支持基于分片鍵創(chuàng)建數(shù)據(jù)區(qū)域.

• 豐富的查詢功能, 聚合管道(Aggregation Pipeline)、全文搜索(Text Search)以及地理空間查詢(Geospatial Queries)

• 支持多個(gè)存儲(chǔ)引擎,WiredTiger存儲(chǔ)引、In-Memory存儲(chǔ)引擎

? 2Q：MongoDB 支持哪些數(shù)據(jù)類型?

java類似數(shù)據(jù)類型：

MongoDB特有數(shù)據(jù)類型：

?3Q：什么是集合Collection、文檔Document,以及與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫術(shù)語類比。

• 集合Collection位于單獨(dú)的一個(gè)數(shù)據(jù)庫MongoDB 文檔Document集合，它類似關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（RDBMS）中的表Table。一個(gè)集合Collection內(nèi)的多個(gè)文檔Document可以有多個(gè)不同的字段。通常情況下，集合Collection中的文檔Document有著相同含義。
• 文檔Document由key-value構(gòu)成。文檔Document是動(dòng)態(tài)模式,這說明同一集合里的文檔不需要有相同的字段和結(jié)構(gòu)。類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中table中的每一條記錄。
• 與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫術(shù)語類比

? 4Q：什么是”Mongod“,以及MongoDB命令。

mongod是處理MongoDB系統(tǒng)的主要進(jìn)程。它處理數(shù)據(jù)請求，管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，和執(zhí)行后臺(tái)管理操作。當(dāng)我們運(yùn)行mongod命令意味著正在啟動(dòng)MongoDB進(jìn)程,并且在后臺(tái)運(yùn)行。

MongoDB命令：

? 5Q："Mongod"默認(rèn)參數(shù)有?

• 傳遞數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)路徑，默認(rèn)是"/data/db"
• 端口號 默認(rèn)是 "27017"

?6Q：MySQL和mongodb的區(qū)別

?7Q：問mongodb和redis區(qū)別以及選擇原因

選擇原因：

• 架構(gòu)簡單

• 沒有復(fù)雜的連接

• 深度查詢能力,MongoDB支持動(dòng)態(tài)查詢。

• 容易調(diào)試

• 容易擴(kuò)展

• 不需要轉(zhuǎn)化/映射應(yīng)用對象到數(shù)據(jù)庫對象

• 使用內(nèi)部內(nèi)存作為存儲(chǔ)工作區(qū),以便更快的存取數(shù)據(jù)。

8Q：如何執(zhí)行事務(wù)/加鎖?

mongodb沒有使用傳統(tǒng)的鎖或者復(fù)雜的帶回滾的事務(wù),因?yàn)樗O(shè)計(jì)的宗旨是輕量,快速以及可預(yù)計(jì)的高性能.可以把它類比成mysql mylsam的自動(dòng)提交模式.通過精簡對事務(wù)的支持,性能得到了提升,特別是在一個(gè)可能會(huì)穿過多個(gè)服務(wù)器的系統(tǒng)里.

9Q:更新操作會(huì)立刻fsync到磁盤?

不會(huì),磁盤寫操作默認(rèn)是延遲執(zhí)行的.寫操作可能在兩三秒(默認(rèn)在60秒內(nèi))后到達(dá)磁盤，通過 syncPeriodSecs 啟動(dòng)參數(shù)，可以進(jìn)行配置.例如,如果一秒內(nèi)數(shù)據(jù)庫收到一千個(gè)對一個(gè)對象遞增的操作,僅刷新磁盤一次.

MongoDB索引

10Q: 索引類型有哪些？

• 單字段索引(Single Field Indexes)
• 復(fù)合索引(Compound Indexes)
• 多鍵索引(Multikey Indexes)
• 全文索引(text Indexes)
• Hash 索引(Hash Indexes)
• 通配符索引(Wildcard Index)
• 2dsphere索引(2dsphere Indexes)

11Q：MongoDB在A:{B,C}上建立索引，查詢A:{B,C}和A:{C,B}都會(huì)使用索引嗎？

由于MongoDB索引使用B-tree樹原理，只會(huì)在A:{B,C}上使用索引

MongoDB索引詳情可看文章【MongoDB系列--輕松應(yīng)對面試中遇到的MongonDB索引(index)問題】，其中包括很多索引的問題：

• 創(chuàng)建索引，需要考慮的問題
• 索引限制問題
• 索引類型詳細(xì)解析
• 索引的種類問題

12Q：什么是聚合

聚合操作能夠處理數(shù)據(jù)記錄并返回計(jì)算結(jié)果。聚合操作能將多個(gè)文檔中的值組合起來，對成組數(shù)據(jù)執(zhí)行各種操作，返回單一的結(jié)果。它相當(dāng)于 SQL 中的 count(*) 組合 group by。對于 MongoDB 中的聚合操作，應(yīng)該使用aggregate()方法。

詳情可查看文章【MongoDB系列--深入理解MongoDB聚合（Aggregation）】，其中包括很多聚合的問題：

• 聚合管道（aggregation pipeline）的問題
• Aggregation Pipeline 優(yōu)化等問題
• Map-Reduce函數(shù)的問題

MongoDB分片

13Q：monogodb 中的分片sharding

分片sharding是將數(shù)據(jù)水平切分到不同的物理節(jié)點(diǎn)。當(dāng)應(yīng)用數(shù)據(jù)越來越大的時(shí)候，數(shù)據(jù)量也會(huì)越來越大。當(dāng)數(shù)據(jù)量增長 時(shí)，單臺(tái)機(jī)器有可能無法存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或可接受的讀取寫入吞吐量。利用分片技術(shù)可以添加更多的機(jī)器來應(yīng)對數(shù)據(jù)量增加 以及讀寫操作的要求。

14Q：分片(Shard)和復(fù)制(replication)是怎樣工作的?

每一個(gè)分片(shard)是一個(gè)分區(qū)數(shù)據(jù)的邏輯集合。分片可能由單一服務(wù)器或者集群組成，我們推薦為每一個(gè)分片(shard)使用集群。

15Q：如果塊移動(dòng)操作(moveChunk)失敗了，我需要手動(dòng)清除部分轉(zhuǎn)移的文檔嗎?

不需要，移動(dòng)操作是一致(consistent)并且是確定性的(deterministic)。

• 一次失敗后，移動(dòng)操作會(huì)不斷重試。
• 當(dāng)完成后，數(shù)據(jù)只會(huì)出現(xiàn)在新的分片里(shard)

16Q：數(shù)據(jù)在什么時(shí)候才會(huì)擴(kuò)展到多個(gè)分片(Shard)里?

MongoDB 分片是基于區(qū)域(range)的。所以一個(gè)集合(collection)中的所有的對象都被存放到一個(gè)塊(chunk)中,默認(rèn)塊的大小是 64Mb。當(dāng)數(shù)據(jù)容量超過64 Mb，才有可能實(shí)施一個(gè)遷移，只有當(dāng)存在不止一個(gè)塊的時(shí)候，才會(huì)有多個(gè)分片獲取數(shù)據(jù)的選項(xiàng)。

17Q：更新一個(gè)正在被遷移的塊（Chunk）上的文檔時(shí)會(huì)發(fā)生什么？

更新操作會(huì)立即發(fā)生在舊的塊（Chunk）上，然后更改才會(huì)在所有權(quán)轉(zhuǎn)移前復(fù)制到新的分片上。

18Q：如果一個(gè)分片（Shard）停止或很慢的時(shí)候，發(fā)起一個(gè)查詢會(huì)怎樣？

如果一個(gè)分片停止了，除非查詢設(shè)置了 “Partial” 選項(xiàng)，否則查詢會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤。如果一個(gè)分片響應(yīng)很慢，MongoDB 會(huì)等待它的響應(yīng)。

MongoDB復(fù)制集

19Q：MongoDB副本集實(shí)現(xiàn)高可用的原理

MongoDB 使用了其復(fù)制(Replica Set)方案，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)容錯(cuò)機(jī)制為高可用提供了基礎(chǔ)。目前，MongoDB 支持兩種復(fù)制模式：

• Master / Slave ，主從復(fù)制，角色包括 Master 和 Slave 。
• Replica Set ，復(fù)制集復(fù)制，角色包括 Primary 和 Secondary 以及 Arbiter 。(生產(chǎn)環(huán)境必選)

?20Q：什么是master或primary？

副本集只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)能夠確認(rèn)寫入操作來接收所有寫操作，并記錄其操作日志中的數(shù)據(jù)集的所有更改(記錄在oplog中)。在集群中，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)（master）失效，Secondary節(jié)點(diǎn)會(huì)變?yōu)?code>master

21Q：什么是Slave或Secondary？

復(fù)制主節(jié)點(diǎn)的oplog并將oplog記錄的操作應(yīng)用于其數(shù)據(jù)集，如果主節(jié)點(diǎn)宕機(jī)了，將從符合條件的從節(jié)點(diǎn)選舉選出新的主節(jié)點(diǎn)。

22Q:什么是Arbiter？

仲裁節(jié)點(diǎn)不維護(hù)數(shù)據(jù)集。 仲裁節(jié)點(diǎn)的目的是通過響應(yīng)其他副本集節(jié)點(diǎn)的心跳和選舉請求來維護(hù)副本集中的仲裁

23Q：復(fù)制集節(jié)點(diǎn)類型有哪些？

• 優(yōu)先級0型(Priority 0)節(jié)點(diǎn)
• 隱藏型(Hidden)節(jié)點(diǎn)
• 延遲型(Delayed)節(jié)點(diǎn)
• 投票型(Vote)節(jié)點(diǎn)以及不可投票節(jié)點(diǎn)

24Q:啟用備份故障恢復(fù)需要多久?

從備份數(shù)據(jù)庫聲明主數(shù)據(jù)庫宕機(jī)到選出一個(gè)備份數(shù)據(jù)庫作為新的主數(shù)據(jù)庫將花費(fèi)10到30秒時(shí)間.這期間在主數(shù)據(jù)庫上的操作將會(huì)失敗–包括寫入和強(qiáng)一致性讀取(strong consistent read)操作.然而,你還能在第二數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行最終一致性查詢(eventually consistent query)(在slaveok模式下),即使在這段時(shí)間里.

MongoDB復(fù)制詳解分析可查看文章【MongoDB系列-解決面試中可能遇到的MongoDB復(fù)制集（replica set）問題】

25Q：raft選舉過程，投票規(guī)則？

選舉過程：

當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)好之后，初始選舉后系統(tǒng)由1個(gè)Leader和若干個(gè)Follower角色組成。然后突然由于某個(gè)異常原因，Leader服務(wù)出現(xiàn)了異常，導(dǎo)致Follower角色檢測到和Leader的上次RPC更新時(shí)間超過給定閾值時(shí)間時(shí)。此時(shí)Follower會(huì)認(rèn)為Leader服務(wù)已出現(xiàn)異常，然后它將會(huì)發(fā)起一次新的Leader選舉行為，同時(shí)將自身的狀態(tài)從Follower切換為Candidate身份。隨后請求其它Follower投票選擇自己。

投票規(guī)則：

• 當(dāng)一個(gè)候選人獲得了同一個(gè)任期號內(nèi)的大多數(shù)選票，就成為領(lǐng)導(dǎo)人。
• 每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多在一個(gè)任期內(nèi)投出一張選票。并且按照先來先服務(wù)的原則。
• 一旦候選人贏得選舉，立刻成為領(lǐng)導(dǎo)，并發(fā)送心跳維持權(quán)威，同時(shí)阻止新領(lǐng)導(dǎo)人的誕生

可查看文章【通俗易懂的Paxos算法-基于消息傳遞的一致性算法】

26Q：在哪些場景使用MongoDB?

規(guī)則： 如果業(yè)務(wù)中存在大量復(fù)雜的事務(wù)邏輯操作，則不要用MongoDB數(shù)據(jù)庫；在處理非結(jié)構(gòu)化 / 半結(jié)構(gòu)化的大數(shù)據(jù)使用MongoDB，操作的數(shù)據(jù)類型為動(dòng)態(tài)時(shí)也使用MongoDB，比如：

• 內(nèi)容管理系統(tǒng)，切面數(shù)據(jù)、日志記錄
• 移動(dòng)端Apps：O2O送快遞騎手、快遞商家的信息（包含位置信息）
• 數(shù)據(jù)管理，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

作者：Ccww
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