MongoDB 是目前炙手可熱的 NoSQL 文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)，它提供的一些特性很棒：如自動(dòng) failover 機(jī)制，自動(dòng) sharding，無模式 schemaless，大部分情況下性能也很棒。但是薄荷在深入使用 MongoDB 過程中，遇到了不少問題，下面總結(jié)幾個(gè)我們遇到的坑。特別申明：我們目前用的 MongoDB 版本是 2.4.10，曾經(jīng)升級(jí)到 MongoDB 2.6.0 版本，問題依然存在，又回退到 2.4.10 版本。
MongoDB 數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)鎖
坑爹指數(shù)：5星（最高5星）
MongoDB的鎖機(jī)制和一般關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)如 MySQL（InnoDB）, Oracle 有很大的差異，InnoDB 和 Oracle 能提供行級(jí)粒度鎖，而 MongoDB 只能提供 庫(kù)級(jí)粒度鎖，這意味著當(dāng) MongoDB 一個(gè)寫鎖處于占用狀態(tài)時(shí)，其它的讀寫操作都得干等。
初看起來庫(kù)級(jí)鎖在大并發(fā)環(huán)境下有嚴(yán)重的問題，但是 MongoDB 依然能夠保持大并發(fā)量和高性能，這是因?yàn)?MongoDB 的鎖粒度雖然很粗放，但是在鎖處理機(jī)制和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)鎖有很大差異，主要表現(xiàn)在：
MongoDB 沒有完整事務(wù)支持，操作原子性只到單個(gè) document 級(jí)別，所以通常操作粒度比較小；
MongoDB 鎖實(shí)際占用時(shí)間是內(nèi)存數(shù)據(jù)計(jì)算和變更時(shí)間，通常很快；
MongoDB 鎖有一種臨時(shí)放棄機(jī)制，當(dāng)出現(xiàn)需要等待慢速 IO 讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，可以先臨時(shí)放棄，等 IO 完成之后再重新獲取鎖。
通常不出問題不等于沒有問題，如果數(shù)據(jù)操作不當(dāng)，依然會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間占用寫鎖，比如下面提到的前臺(tái)建索引操作，當(dāng)出現(xiàn)這種情況的時(shí)候，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)就處于完全阻塞狀態(tài)，無法進(jìn)行任何讀寫操作，情況十分嚴(yán)重。
解決問題的方法，盡量避免長(zhǎng)時(shí)間占用寫鎖操作，如果有一些集合操作實(shí)在難以避免，可以考慮把這個(gè)集合放到一個(gè)單獨(dú)的 MongoDB 庫(kù)里，因?yàn)?MongoDB 不同庫(kù)鎖是相互隔離的，分離集合可以避免某一個(gè)集合操作引發(fā)全局阻塞問題。
建索引導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)阻塞
坑爹指數(shù)：3星
上面提到了 MongoDB 庫(kù)級(jí)鎖的問題，建索引就是一個(gè)容易引起長(zhǎng)時(shí)間寫鎖的問題，MongoDB 在前臺(tái)建索引時(shí)需要占用一個(gè)寫鎖（而且不會(huì)臨時(shí)放棄），如果集合的數(shù)據(jù)量很大，建索引通常要花比較長(zhǎng)時(shí)間，特別容易引起問題。
解決的方法很簡(jiǎn)單，MongoDB 提供了兩種建索引的訪問，一種是 background 方式，不需要長(zhǎng)時(shí)間占用寫鎖，另一種是非 background 方式，需要長(zhǎng)時(shí)間占用鎖。使用 background 方式就可以解決問題。 例如，為超大表 posts 建立索引， 千萬(wàn)不用使用
db.posts.ensureIndex({user_id: 1})
而應(yīng)該使用
db.posts.ensureIndex({user_id: 1}, {background: 1})
不合理使用嵌入 embed document
坑爹指數(shù)：5星
embed document 是 MongoDB 相比關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)差異明顯的一個(gè)地方，可以在某一個(gè) document 中嵌入其它子 document，這樣可以在父子 document 保持在單一 collection 中，檢索修改比較方便。
比如薄荷的應(yīng)用情景中有一個(gè) Group document，用戶申請(qǐng)加入 Group 建模為 GroupRequest document，我們最初的時(shí)候使用 embed 方式把 GroupRequest 放置到 Group 中。 Ruby 代碼如下所示（使用了 Mongoid ORM）:
class Group
include Mongoid::Document
...
embeds_many :group_requests
...
end
class GroupRequest
include Mongoid::Document
...
embedded_in :group
...
end
這個(gè)使用方式讓我們掉到坑里了，差點(diǎn)就爬不出來，它導(dǎo)致有接近兩周的時(shí)間系統(tǒng)問題，高峰時(shí)段常有幾分鐘的系統(tǒng)卡頓，最嚴(yán)重一次甚至引起 MongoDB 宕機(jī)。
仔細(xì)分析后，發(fā)現(xiàn)某些活躍的 Group 的 group_requests 增加（當(dāng)有新申請(qǐng)時(shí)）和更改（當(dāng)通過或拒絕用戶申請(qǐng)時(shí)）異常頻繁，而這些操作經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間占用寫鎖，導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)阻塞。原因是當(dāng)有增加 group_request 操作時(shí)，Group 預(yù)分配的空間不夠，需要重新分配空間（內(nèi)存和硬盤都需要），耗時(shí)較長(zhǎng)，另外 Group 上建的索引很多，移動(dòng) Group 位置導(dǎo)致大量索引更新操作也很耗時(shí)，綜合起來引起了長(zhǎng)時(shí)間占用鎖問題。
解決問題的方法，說起來也簡(jiǎn)單，就是把 embed 關(guān)聯(lián)更改成的普通外鍵關(guān)聯(lián)，就是類似關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的做法，這樣 group_request 增加或修改都只發(fā)生在 GroupRequest 上，簡(jiǎn)單快速，避免長(zhǎng)時(shí)間占用寫鎖問題。當(dāng)關(guān)聯(lián)對(duì)象的數(shù)據(jù)不固定或者經(jīng)常發(fā)生變化時(shí)，一定要避免使用 embed 關(guān)聯(lián)，不然會(huì)死的很慘。
不合理使用 Array 字段
坑爹指數(shù)：4星
MongoDB 的 Array 字段是比較獨(dú)特的一個(gè)特性，它可以在單個(gè) document 里存儲(chǔ)一些簡(jiǎn)單的一對(duì)多關(guān)系。
薄荷有一個(gè)應(yīng)用情景使用遇到嚴(yán)重的性能問題，直接上代碼如下所示：
class User
include Mongoid::Document
...
field :follower_user_ids, type: Array, default: []
...
end
User 中通過一個(gè) Array 類型字段 follower_user_ids 保存用戶關(guān)注的人的 id，用戶關(guān)注的人從 10個(gè)到 3000 個(gè)不等，變化是比較頻繁的，和上面 embed 引發(fā)的問題類似，頻繁的 follower_user_ids 增加修改操作導(dǎo)致大量長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)寫鎖，從而引發(fā) MongoDB 數(shù)據(jù)庫(kù)性能急劇下降。
解決問題的方法：我們把 follower_user_ids 轉(zhuǎn)移到了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù) redis 中，避免了頻繁更改 MongoDB 中的 User, 從而徹底解決問題。如果不使用 redis，也可以建立一個(gè) UserFollower 集合，使用外鍵形式關(guān)聯(lián)。
先列舉上面幾個(gè)坑吧，都是害人不淺的陷阱，使用 MongoDB 過程一定要多加注意，避免掉到坑里。
