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Mongodb新舊版本索引創建鎖分析

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Mongodb新舊版本索引創建鎖分析

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客戶生產環境中當前使用的Mongodb數據庫大多數都是3.6或者更低的版本，在3.X版本中創建索引，分為前臺和后臺創建，前臺創建索引會加庫級鎖，導致該庫上的其他所有讀寫操作都會被阻塞，后臺創建則不會阻塞增刪改查操作，但是建索引的效率會變慢。

本文將對3.6和4.2以上版本建索引的區別進行對比。


官方文檔相關的說明

從 MongoDB 4.2 開始，創建索引僅在構建過程的開始和結束期間對被索引的集合獲取排他鎖，以保護元數據更改。構建過程的其余部分使用后臺索引構建的行為來最大化構建期間對集合的讀寫訪問。
4.2版本以后的優化后的索引創建過程的性能至少與舊版本的background創建方式相同。如果說創建索引的集合的增刪改操作較少，則性能跟前臺創建索引一樣。
索引的創建過程及加鎖情況如下表：


不同版本數據庫建索引測試對比

本次采用3.6和4.2兩個版本在相同的集合上創建索引進行對比。
測試用的集合包含1000W個文檔，大小近400MB。
3.6版本前臺創建索引，可看到從建索引開始一直持有庫級排他鎖，如下圖：
當在后臺創建索引時，全局、庫級、集合級都是IX鎖，不會對其他讀寫操作進行阻塞，見下圖：
在4.2版本中創建索引時，由于兩個持有排他鎖的階段時間都很短，我們沒法捕獲到，下面兩個截圖，分別是集合掃描和臨時表（side write table）數據處理階段，均持有的是意向共享鎖和意向排他鎖，不會對其他會話讀寫進行阻塞。

總結：在目前的mongodb運維中，曾出現多次由于開發人員對mongodb索引特性不熟悉，未使用background:true創建索引而導致數據庫阻塞的故障。

經驗證測試，4.2以后的版本創建索引不會產生長時間的阻塞，且索引創建效率比后臺創建索引要略快。所以可以結合其他實際情況推動數據庫升級到4.4版。


本文作者：劉運彬（上海新炬王翦團隊）

本文來源：“IT那活兒”公眾號

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