分片是指将数据拆分，拆分后存放在不同的机器上的过程，以此来降低单个服务器的压力，同时也解决单个服务器硬盘空间不足的问题，让我们可以用廉价的机器实现高性能的数据架构。有的小伙伴不理解分片和副本集的差异，一言以蔽之：副本集上每个备份节点存储的数据都是相同的，分片上存储的数据则是不同的。好了，本文我们就先来看看分片环境的搭建。
本文是MongoDB系列的第十八篇文章，了解前面的文章有助于更好的理解本文：
1.Linux上安装MongoDB
2.MongoDB基本操作
3.MongoDB数据类型
4.MongoDB文档更新操作
5.MongoDB文档查询操作(一)
6.MongoDB文档查询操作(二)
7.MongoDB文档查询操作(三)
8.MongoDB查看执行计划
9.初识MongoDB中的索引
10.MongoDB中各种类型的索引
11.MongoDB固定集合
12.MongoDB管道操作符(一)
13.MongoDB管道操作符(二)
14.MongoDB中MapReduce使用
15.MongoDB副本集搭建
16.MongoDB副本集配置
17.MongoDB副本集其他细节
环境准备
准备三台已经装好了MongoDB的服务器，地址分别是：
192.168.248.128
192.168.248.135
192.168.248.136本文使用的MongoDB版本为3.4.9
规划
首先我们需要三台配置服务器，配置服务器相当于集群的大脑，配置服务器中保存着集群和分片的元数据，即每个分片都包含了哪些数据信息，这些数据都是保存在配置服务器中的，我这里将开启三个配置服务器实例，这三个配置服务器将运行在三个MongoDB服务器上，地址分别如下：
192.168.248.128:20000
192.168.248.135:20000
192.168.248.136:20000接下来需要一个Mongos实例，Mongos对请求进行路由，Mongos扮演的角色有点类似于一个门面，我们以后访问的时候，直接访问Mongos即可，再由Mongos将请求路由到不同的分片上去，Mongos在启动时会去访问配置服务器，它将从配置服务器中获取数据的存储信息，Mongos我将启动在如下服务器上：
192.168.248.128:30000最后需要三个分片实例，三个分片依然运行在三台服务器上，如下：
192.168.248.128:27017
192.168.248.135:27017
192.168.248.136:27017
搭建配置服务器
配置服务器中不需要太多的空间和资源，因为配置服务器上保存的只是数据的分布表，不保存具体的数据，具体的数据都保存在分片上，配置服务器中1KB的空间约为200MB的真实数据。注意，从MongoDB3.4开始，配置服务器要做成集群的方式。
由于配置服务器是独立的mongod进程，所以我们可以像启动普通的MongoDB服务一样启动配置服务器，只是这里的配置不同罢了。
我这里以192.168.248.128服务器为例来讲述配置服务器的配置启动，另外两台服务器如法炮制即可：
1.在mongodb解压目录下创建db20000文件夹，用来存储配置服务器中的数据。
2.复制一份mongodb.conf，命名为mongodb20000.conf，修改文件内容如下：
dbpath=/opt/mongodb/db20000
logpath=/opt/mongodb/logs/mongodb20000.log
port=20000
fork=true
configsvr=true
replSet=rs注意dbpath改为我们第一步创建的目录，端口号改为20000（这个随意，只要该端口没被占用即可），configsvr表示这是一个配置服务器，另外由于我们的配置服务器要做成备份集，所以要设置replSet。
3.做好前两步之后，执行如下命令启动配置服务器：
mongod -f /opt/mongodb/bin/mongodb20000.conf最后，在另外两台服务器上重复上面三个步骤。
三台服务器上都启动成功之后，参考我们之前的MongoDB副本集搭建一文，将这三台配置服务器配成一个副本集，副本集的配置我这里就不再赘述。
搭建Mongos
Mongos实例我们可以启动在任意一台服务器上，我这里就启动在192.168.248.128上，Mongos的配置步骤如下：
1.复制一份mongodb.conf，命名为mongos.conf，修改内容：
logpath=/opt/mongodb/logs/mongos.log
port=30000
fork=true
configdb=rs/192.168.248.128:20000,192.168.248.135:20000,192.168.248.136:20000因为mongos中不需要保存数据，所以不需要dbpath，端口号改为30000，configdb表示三个配置服务器的地址，注意最前面的rs表示配置服务器副本集的名称。
2.配置完成后，执行如下命令启动mongos:
mongos -f /opt/mongodb/bin/mongos.conf
搭建三个分片
三个分片实际上就是三个普通的MongoDB服务器，给大家看下我的配置文件：
dbpath=/opt/mongodb/db
logpath=/opt/mongodb/logs/mongodb.log
port=27017
fork=true
shardsvr=true注意多了个shardsvr表示这是一个分片服务器。
然后在三台服务器上分别执行如下命令启动分片：
mongod -f /opt/mongodb/bin/mongodb.conf
添加分片
上面三个步骤完成之后，我们就进入到mongos的shell命令行了，如下：
mongo --port=30000然后我们可以通过如下命令查看一下分片的当前状态：
sh.status()执行结果如下(部分)：
--- Sharding Status ---
sharding version: {
}
shards:
databases:shards表示分片服务器，目前还没有，databases表示分片的库，目前也还没有，接下来我们通过如下命令添加分片服务器：
sh.addShard("192.168.248.128:27017")
sh.addShard("192.168.248.135:27017")
sh.addShard("192.168.248.136:27017")添加三个分片服务器，然后再执行sh.status(),结果如下(部分)：
--- Sharding Status ---
sharding version: {
}
shards:
{ "_id" : "shard0000", "host" : "192.168.248.128:27017", "state" : 1 }
{ "_id" : "shard0001", "host" : "192.168.248.135:27017", "state" : 1 }
{ "_id" : "shard0002", "host" : "192.168.248.136:27017", "state" : 1 }
databases:
{ "_id" : "test", "primary" : "shard0000", "partitioned" : false }
设置集合分片
接下来我们来设置集合的分片，首先执行如下命令表示给某个数据库分片：
sh.enableSharding("sang")对集合分片时，需要选择一个片键，片键实际上就是集合中的一个键，MongoDB将根据这个片键来拆分数据，我们需要先对片键建立索引，如下：
db.c1.ensureIndex({x:1})然后以x为片键，对c1集合进行分片，如下：
sh.shardCollection("sang.c1",{x:1})做完这些之后，再执行sh.status()命令，查看目前状态，结果如下(部分)：
--- Sharding Status ---
sharding version: {
}
shards:
{ "_id" : "shard0000", "host" : "192.168.248.128:27017", "state" : 1 }
{ "_id" : "shard0001", "host" : "192.168.248.135:27017", "state" : 1 }
{ "_id" : "shard0002", "host" : "192.168.248.136:27017", "state" : 1 }
databases:
{ "_id" : "test", "primary" : "shard0000", "partitioned" : false }
{ "_id" : "sang", "primary" : "shard0001", "partitioned" : true }
sang.c1
shard key: { "x" : 1 }
unique: false
balancing: true
chunks:
shard0001 1
{ "x" : { "$minKey" : 1 } } -->> { "x" : { "$maxKey" : 1 } } on : shard0001 Timestamp(1, 0)做完上面这些之后，我们再做两个操作：
1.设置自动分片：
sh.setBalancerState(true)2.设置chunksize,chunksize这一项是用来指定chunk的大小的，为了方便测试分片效果，我们把chunksize指定为1MB，即当这个分片中插入的数据大于1M时开始进行数据分片
db.settings.save({_id:"chunksize",value:1})OK，做好这些之后，大功告成。
测试
测试方式很简单，我们直接在mongos的命令行向sang的c1集合中插入50000条数据，然后再查看这些数据的分布，就知道分片有没有成功了：
for(var i=0;i<50000;i++){db.c1.insert({x:Math.random()*1000000,name:"hahah"+i})}然后执行db.c1.stats(),结果如下：
{
"sharded" : true,
"capped" : false,
"ns" : "sang.c1",
"count" : 50000,
"size" : 2688890,
"storageSize" : 1781760,
"totalIndexSize" : 1978368,
"avgObjSize" : 53,
"nindexes" : 2,
"nchunks" : 5,
"shards" : {
"shard0000" : {
"ns" : "sang.c1",
"size" : 926504,
"count" : 17229,
"avgObjSize" : 53,
"storageSize" : 462848,
"capped" : false,
"nindexes" : 2,
"totalIndexSize" : 516096,
"indexSizes" : {
"_id_" : 184320,
"x_1" : 331776
},
"ok" : 1
},
"shard0001" : {
"ns" : "sang.c1",
"size" : 392593,
"count" : 7299,
"avgObjSize" : 53,
"storageSize" : 667648,
"capped" : false,
"nindexes" : 2,
"totalIndexSize" : 737280,
"indexSizes" : {
"_id_" : 253952,
"x_1" : 483328
},
"ok" : 1
},
"shard0002" : {
"ns" : "sang.c1",
"size" : 1369793,
"count" : 25472,
"avgObjSize" : 53,
"storageSize" : 651264,
"capped" : false,
"nindexes" : 2,
"totalIndexSize" : 724992,
"indexSizes" : {
"_id_" : 237568,
"x_1" : 487424
},
"ok" : 1
}
}
}OK，看到如上结果，说明我们的数据已经分布在三个分片服务器中了。
好了，MongoDB中分片环境的搭建我们就先说到这里，小伙伴们有问题欢迎留言讨论。
参考资料：
1.《MongoDB权威指南第2版》
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