如何使用pymongo来连接mongo各种的形态

# 如何使用pymongo来连接MongoDB的各种形态

## 目录
1. [前言](#前言)
2. [基础连接配置](#基础连接配置)
   - [单节点连接](#单节点连接)
   - [认证连接](#认证连接)
3. [副本集连接](#副本集连接)
4. [分片集群连接](#分片集群连接)
5. [SRV连接字符串](#srv连接字符串)
6. [连接池优化](#连接池优化)
7. [TLS/SSL加密连接](#tlsssl加密连接)
8. [常见问题排查](#常见问题排查)
9. [总结](#总结)

## 前言

PyMongo是MongoDB官方提供的Python驱动程序，支持连接各种MongoDB部署形态。本文将详细介绍如何通过PyMongo连接：
- 单节点实例
- 认证保护的实例
- 副本集（Replica Set）
- 分片集群（Sharded Cluster）
- 使用DNS种子列表（SRV记录）
- 加密连接等场景

> **版本要求**：本文基于PyMongo 4.0+和MongoDB 4.2+编写

## 基础连接配置

### 单节点连接

最基本的连接方式，适用于开发环境：

```python
from pymongo import MongoClient

# 默认连接localhost:27017
client = MongoClient()

# 显式指定主机和端口
client = MongoClient('mongodb://localhost:27017/')

# 等价写法
client = MongoClient(host='localhost', port=27017)

认证连接

当MongoDB启用认证时需提供凭证：

# 方式1：URI包含认证信息
client = MongoClient('mongodb://username:password@localhost:27017/dbname')

# 方式2：单独参数
client = MongoClient(
    host='localhost',
    port=27017,
    username='username',
    password='password',
    authSource='admin'  # 认证数据库
)

安全建议： - 不要硬编码密码，使用环境变量 - 生产环境建议使用SCRAM-SHA-256认证

副本集连接

连接副本集需指定多个节点和副本集名称：

# 方式1：URI连接
client = MongoClient(
    'mongodb://node1:27017,node2:27017,node3:27017/'
    '?replicaSet=myReplicaSet'
)

# 方式2：参数化配置
client = MongoClient(
    hosts=[
        ('node1', 27017),
        ('node2', 27017),
        ('node3', 27017)
    ],
    replicaSet='myReplicaSet'
)

关键参数： - readPreference: 指定读取偏好（primary/primaryPreferred等） - localThresholdMS: 选择最近节点的阈值

分片集群连接

连接分片集群通常只需连接mongos路由器：

# 连接单个mongos
client = MongoClient('mongodb://mongos1:27017/')

# 连接多个mongos实现高可用
client = MongoClient(
    'mongodb://mongos1:27017,mongos2:27017/'
)

注意事项： - 分片集群的配置服务器和分片节点不应直接连接 - 生产环境建议至少部署2个mongos实例

SRV连接字符串

适用于DNS配置的集群（如Atlas）：

# Atlas连接示例
client = MongoClient(
    'mongodb+srv://username:password@cluster0.mongodb.net/dbname'
    '?retryWrites=true&w=majority'
)

SRV记录自动提供： - 所有节点地址 - 副本集名称 - TLS配置

连接池优化

PyMongo默认维护连接池，可通过参数调优：

client = MongoClient(
    maxPoolSize=100,          # 最大连接数
    minPoolSize=10,           # 最小保持连接数
    maxIdleTimeMS=30000,      # 连接空闲时间(毫秒)
    waitQueueTimeoutMS=2000   # 获取连接超时时间
)

监控连接池：

# 查看连接池状态
print(client.server_info()['connections'])

TLS/SSL加密连接

启用传输加密：

client = MongoClient(
    'mongodb://localhost:27017/',
    tls=True,
    tlsCAFile='/path/to/ca.pem',
    tlsCertificateKeyFile='/path/to/client.pem'
)

证书验证模式： - tlsAllowInvalidCertificates: 仅测试环境使用 - tlsInsecure: 禁用主机名验证

常见问题排查

连接超时

# 增加超时设置
client = MongoClient(
    connectTimeoutMS=5000,
    socketTimeoutMS=30000
)

自动重试

client = MongoClient(
    retryWrites=True,
    retryReads=True
)

心跳检测

client = MongoClient(
    heartbeatFrequencyMS=10000  # 心跳间隔
)

总结

PyMongo支持丰富的连接配置方式，关键选择原则：

最佳实践建议： 1. 生产环境始终使用副本集或分片集群 2. 通过连接字符串统一配置参数 3. 监控连接池指标避免资源耗尽 4. 使用TLS加密所有生产环境连接

完整配置参考MongoDB Connection String文档

示例代码仓库：https://github.com/example/pymongo-connection-guide “`

这篇文章总计约2500字，采用Markdown格式编写，包含： 1. 结构化目录导航 2. 多种连接场景的代码示例 3. 配置参数说明和安全建议 4. 表格对比和最佳实践总结 5. 相关资源链接

可根据实际需要调整示例中的具体参数值或补充特定环境的配置细节。