Ubuntu上优化MongoDB磁盘I/O的实用方案
一 硬件与存储布局
- 优先选用SSD/NVMe，其随机IOPS与低延迟对MongoDB的WiredTiger读写路径（尤其是检查点、压缩、WAL）收益显著。
- 多盘场景建议做**条带化（RAID 0/10）**提升并发I/O；单盘不建议条带化。
- 将数据文件与索引文件分离（WiredTiger 的 directoryForIndexes）或把不同数据库目录隔离（directoryPerDB），在多磁盘/多LUN上可显著减少读写争用；单盘收益有限。
- 副本集需配置合理的Oplog大小，默认约为可用磁盘的5%（最小1GB、最大50GB），写入密集或窗口期长的业务可适当增大，避免回放追不上主库。
二 MongoDB存储引擎与关键参数
- 调整WiredTiger缓存：设置storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB，默认约为min(50%×内存−1GB, 256MB)；一般可按实例可用内存的40%–60%配置，确保能容纳业务工作集。在容器/共享主机上需显式限制，避免内存争用。
- 选择压缩算法：设置storage.wiredTiger.collectionConfig.blockCompressor，可选none/snappy/zlib/zstd；写入密集优先snappy，读取密集且存储紧张优先zstd（压缩率更高、解压更快）。
- 目录隔离：开启storage.wiredTiger.engineConfig.directoryForIndexes将索引与数据分目录；开启storage.directoryPerDB按库隔离，便于多盘与I/O精细化分配。
- 日志与持久化：按需配置storage.journal.enabled（默认开启）；仅在可接受数据丢失风险的场景才考虑调大storage.journal.commitIntervalMs（默认100ms，增大可降低Journal写I/O但降低持久性）；storage.syncPeriodSecs（默认60s）一般不建议修改。
三 Ubuntu系统层优化
- 关闭透明大页（THP）：MongoDB随机小I/O较多，THP易引发抖动。临时关闭：
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
永久生效可加入系统启动脚本（如rc.local）或采用发行版提供的服务单元。
- 提升文件描述符与进程数：MongoDB每个连接与数据文件都会占用文件句柄。建议将open files提升至≥100000，并相应提高nproc；在**/etc/security/limits.conf**中持久化设置，重启后生效。
- 降低栈空间占用：每个连接默认栈约10MB，并发高时内存压力显著。可临时执行ulimit -s 1024，并在**/etc/profile**或系统服务单元中持久化，以减小连接内存开销。
- 其他：确保充足的内存与CPU资源；使用LVM/条带化提升并发；合理规划磁盘空间，避免空间紧张导致性能劣化。
四 查询与索引优化
- 为高频查询建立合适索引，使用explain(“executionStats”)验证是否走索引、是否发生COLLSCAN；尽量设计覆盖索引减少回表。
- 控制返回数据量：只返回必要字段（投影）、避免大结果集的skip/limit深翻页；必要时用聚合管道合并操作减少多次扫描。
- 识别与终止慢操作：用db.currentOp()定位长时间运行或扫描量大的操作，必要时killOp止损。
- 文档与数据结构：对时间序列/统计类场景，采用组合式大文档减少文档数量与I/O次数；大文件使用GridFS分块存储，避免将大对象塞入普通集合。
- 索引维护：定期清理无用索引、重建碎片化严重的索引（如reIndex），降低写入放大与扫描成本。
五 监控与容量规划
- 实时监控：使用mongostat（吞吐、锁、页错误）、mongotop（集合级读写耗时）与db.serverStatus().wiredTiger.cache（缓存命中、页面读写）定位I/O瓶颈；必要时结合PMM等第三方监控。
- 容量与增长：关注Oplog窗口、数据/索引增长与磁盘剩余空间；空间紧张会显著增加I/O等待与碎片。
- 扩展策略：当单机承载不足或热点明显时，结合**分片（sharding）**按分片键分散读写与I/O压力。