MongoDB 在 Debian 上的内存优化指南
一 核心机制与容量规划
- WiredTiger 缓存：MongoDB 默认使用 WiredTiger 存储引擎，其缓存大小由参数 storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB 控制。默认会占用系统可用内存的约 50%，建议在生产环境中显式设置为系统可用内存的 50%–60%，为操作系统、文件系统缓存及其他进程预留足够空间。若数据集远大于内存，需配合索引与分片策略，避免工作集膨胀导致频繁换页。
- 内存映射文件：WiredTiger 与操作系统会协同工作，热点数据优先驻留在内存，超出部分由操作系统按 LRU 管理；当工作集超过物理内存时，启用 Swap 可能引发明显性能下降，应谨慎权衡。
- 连接与会话开销：每个连接都会消耗一定的内存与内核资源，连接数过高会放大内存与 CPU 的竞争，需结合业务并发合理控制。
二 MongoDB 配置优化
- 设置 WiredTiger 缓存上限（关键）
编辑 /etc/mongod.conf，为缓存设置明确上限（示例为 8GB）：
storage:
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 8
修改后重启服务：sudo systemctl restart mongod。一般建议值为系统可用内存的 50%–60%，避免与其他服务争用内存。
- 控制并发连接数
通过 net.maxIncomingConnections 限制最大连接数（默认 10000），并结合应用连接池（如设置最大连接池大小、合理超时）避免空闲会话堆积。
- 内存紧张的应急参数（权衡性能）
启用 tcmalloc 的激进内存回收（仅在明确需要时启用）：
db.adminCommand({setParameter: 1, tcmallocAggressiveMemoryDecommit: 1})
该设置会更快归还未使用内存，但可能带来一定的性能波动。
- 查询与排序内存上限
通过 setParameter 限制聚合/排序等算子使用的内存，避免单次操作过度占用：
setParameter:
internalQueryExecMaxBlockingSortBytes: 209715200 # 200MB
internalQueryExecMaxMemoryUsageMB: 512 # 512MB
以上参数需结合业务查询特征与实例规格逐步调优。
三 操作系统与 systemd 层优化
- 降低换页倾向
适度降低 vm.swappiness（示例设为 0，仅在确保内存充足时采用），减少不必要的 Swap 使用：
sudo sysctl -w vm.swappiness=0
echo “vm.swappiness=0” | sudo tee -a /etc/sysctl.conf && sudo sysctl -p
注意：禁用或降低 swappiness 后需严防 OOM。
- 资源限制与容器化隔离
使用 cgroups 为 mongod 设置内存上限（示例 4GB）：
sudo cgcreate -g memory:/mongodb
echo “4G” | sudo tee /sys/fs/cgroup/memory/mongodb/memory.limit_in_bytes
sudo cgclassify -g memory:mongodb <mongod_pid>
或使用 ulimit 调整进程资源限制（如文件句柄数等），避免资源争用。
- systemd 服务内存限制（可选）
在 /etc/systemd/system/mongod.service.d/override.conf 中配置 MemoryLimit=…，对服务实施硬性内存上限，作为兜底策略。
四 查询与索引优化
- 建立高效索引：为高频 find/sort/aggregate 字段创建单字段或复合索引，优先使用覆盖索引以减少回表；用 explain() 验证是否走索引、是否存在全表扫描。
- 减少返回数据量：使用 limit() 与投影仅返回必要字段，降低网络与内存压力。
- 慢查询治理：利用 mongostat、mongotop 与慢查询日志定位问题查询，结合索引与查询改写持续优化。
五 维护与扩容策略
- 碎片整理与空间回收
对集合执行 compact 回收未使用空间（会阻塞写入，建议在维护窗口进行）；必要时使用 repairDatabase（耗时且影响性能，谨慎使用）。
- 数据生命周期管理
定期清理过期数据、归档冷数据，控制集合与索引规模，避免工作集无限增长。
- 架构扩展
当单机内存无法容纳工作集或并发压力过大时，引入 分片 将数据水平拆分，或采用 复制集 提升可用性与读扩展能力。
- 监控与验证
持续观察 db.serverStatus().mem 的关键指标：resident（常驻内存）、virtual（虚拟内存）、mapped（映射大小）及 wiredTiger.cache（缓存命中/脏页等），并结合 mongostat/mongotop 与第三方监控（如 PMM）进行容量与性能评估。