CentOS上MongoDB如何进行性能调优 - 问答

CentOS上MongoDB性能调优指南

内存配置：MongoDB依赖内存缓存数据和索引，建议分配服务器总内存的**50%-80%**给MongoDB（需预留系统和其他应用的内存）。通过free -h命令监控内存使用，避免内存溢出导致频繁使用Swap（可通过swapon -s检查Swap使用情况）。
磁盘选择：优先使用SSD（固态硬盘），其高IOPS（每秒输入/输出操作数）和低延迟特性可显著提升读写性能。避免使用机械硬盘（HDD），尤其是对于高并发写入场景。
CPU优化：MongoDB是CPU密集型应用，选择多核CPU（如Intel Xeon系列），核心数越多，处理并发请求的能力越强。避免使用单核CPU，以免成为性能瓶颈。

内核参数优化：
- 调整文件描述符限制：MongoDB需要处理大量并发连接，需增加系统文件描述符上限。编辑/etc/security/limits.conf，添加mongod hard nofile 64000和mongod soft nofile 64000；编辑/etc/systemd/system.conf，设置DefaultLimitNOFILE=64000，然后执行systemctl daemon-reload使配置生效。
- 关闭透明大页（Transparent Huge Pages, THP）：THP会增加内存管理的开销，影响MongoDB性能。执行echo never | sudo tee /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled和echo never | sudo tee /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag，并在/etc/rc.local中添加这两条命令（确保开机自启）。
- 调整磁盘调度算法：对于SSD，使用noop或deadline调度算法（比默认的cfq更适合随机读写）。执行echo noop | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler（sda为磁盘设备名）。

WiredTiger缓存设置：WiredTiger是MongoDB的默认存储引擎（MongoDB 3.2+），其缓存大小直接影响性能。在/etc/mongod.conf中配置storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB，建议设置为服务器总内存的50%-70%（如8GB内存可设为5GB）。例如：
```
storage:
  wiredTiger:
    engineConfig:
      cacheSizeGB: 5
```
修改后需重启MongoDB服务：systemctl restart mongod。
日志与网络优化：
- 日志级别：生产环境将systemLog.verbosity设置为1（warning级别），减少日志写入量；若需调试，可设置为0（debug级别），但调试完成后应及时调回。
- 网络缓冲区：增加net.maxIncomingConnections（默认10000）以支持更多并发连接，设置net.socketOptions.tcpNoDelay为true（禁用Nagle算法，减少网络延迟）。

合理创建索引：
- 单字段索引：为经常用于find、update、delete查询的字段创建索引（如user_id、status）。例如：db.users.createIndex({user_id: 1})（1表示升序，-1表示降序）。
- 复合索引：针对多字段查询，字段顺序需遵循ESR规则（等值→排序→范围）。例如，查询{status: "active", age: {$gt: 18}}并按create_time降序排序，复合索引应为{status: 1, age: 1, create_time: -1}。
- 覆盖索引：若查询只需返回索引中的字段，无需访问文档本身，可提高查询速度。例如，索引{name: 1, age: 1}可覆盖查询{name: "John", age: 25}（需排除_id字段，或将其加入索引）。
避免索引冗余：
- 删除未使用的索引：使用db.collection.aggregate([{ $indexStats: {} }])查看索引使用情况，删除accesses.ops为0的索引（如db.users.dropIndex("unused_index_name")）。
- 避免重复索引：如已有{a: 1, b: 1}，无需再创建{a: 1}（前者已包含后者）。
索引分析：使用explain()方法分析查询执行计划，关注winningPlan中的indexName（是否命中索引）、executionStats中的docsExamined（扫描文档数）、keysExamined（扫描索引键数）。例如：db.users.find({user_id: 123}).explain("executionStats")。

优化查询语句：
- 使用投影：仅返回需要的字段，减少数据传输量。例如：db.users.find({status: "active"}, {name: 1, email: 1, _id: 0})（_id: 0表示不返回_id字段）。
- 避免全表扫描：确保查询条件能利用索引（如find({status: "active"})需为status字段创建索引）。
- 使用批量操作：批量插入（insertMany）、更新（bulkWrite）可减少网络往返次数，提高吞吐量。例如：db.users.insertMany([{name: "John"}, {name: "Jane"}])。
分页优化：对于大数据集，避免使用skip（跳过大量文档），改用基于范围的查询（如find({age: {$gt: 20}}).sort({age: 1}).limit(10)），或记录上次查询的_id，下次查询{age: {$gt: 20}, _id: {$gt: last_id}}。

副本集：配置副本集（Replica Set）可提高读取性能（从节点可处理读请求），并实现数据冗余和高可用。在/etc/mongod.conf中设置replication.replSetName: "rs0"，然后初始化副本集：rs.initiate()，添加从节点：rs.add("secondary_host:27017")。
分片：对于TB级数据，使用分片（Sharding）将数据水平切分到多个节点，提高写入和查询性能。选择合适的分片键（如user_id），配置sharding.clusterRole: "shardsvr"，并添加分片到集群：sh.addShard("shard1_host:27017")。

内置工具：使用mongostat（查看每秒操作数、读写延迟）、mongotop（查看集合级读写时间）监控性能。例如：mongostat --host localhost:27017。
慢查询日志：开启慢查询日志（operationProfiling.slowOpThresholdMs: 100，单位毫秒），分析执行慢的查询。例如：db.setProfilingLevel(1, 100)（记录慢于100ms的查询），通过db.system.profile.find().sort({ts: -1}).limit(10)查看最近的慢查询。
第三方工具：使用Prometheus+Grafana（可视化监控）、Percona Monitoring and Management（PMM，全面的MongoDB监控）实现长期性能跟踪。

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