MongoDB副本集：如何实现高可用性和数据一致性
MongoDB是一种非关系型数据库，它以文档的形式存储数据，提供了灵活的数据模型和丰富的查询功能。MongoDB也支持分布式存储和处理，可以通过分片（sharding）和副本集（replica set）来实现水平扩展和容错。
本文将重点介绍MongoDB副本集的概念，工作流程和复制的目的，以及它们如何帮助MongoDB实现高可用性和数据一致性。
什么是MongoDB副本集？
MongoDB副本集是一组运行相同数据集的MongoDB服务器，它们之间可以自动同步数据。一个副本集中有一个主节点（primary），负责处理客户端的读写请求，以及若干个从节点（secondary），负责复制主节点的数据，并在主节点故障时接管其角色。
一个副本集中还有一个或多个仲裁节点（arbiter），它们不存储数据，只参与选举新的主节点。仲裁节点可以提高副本集的容错能力，避免出现脑裂（split brain）现象。
一个副本集最多可以有50个成员，但只有7个成员可以参与投票。一个副本集必须有奇数个投票成员，如果有偶数个投票成员，就需要添加一个仲裁节点。
MongoDB副本集的工作流程
MongoDB副本集的工作流程可以分为以下几个步骤：
1. 初始化副本集。要创建一个副本集，需要在至少一个MongoDB服务器上运行mongod命令，并指定--replSet参数为副本集的名称。然后，在其中一个服务器上运行mongo命令，连接到mongod进程，并执行rs.initiate()命令，初始化副本集。这时，该服务器会成为副本集的第一个主节点，并自动分配一个_id为1的配置文档。
2. 添加其他成员。要向副本集添加其他成员，需要在其他服务器上运行mongod命令，并指定相同的--replSet参数。然后，在主节点上运行mongo命令，并执行rs.add()命令，添加其他成员。这时，主节点会更新配置文档，并将其广播给其他成员。其他成员会根据配置文档，连接到主节点，并开始复制其数据。
3. 处理读写请求。当客户端向副本集发送读写请求时，主节点会接收并处理请求，并将写操作记录在操作日志（oplog）中。操作日志是一种特殊的循环日志，它记录了所有对数据的修改操作。从节点会定期从主节点获取操作日志，并应用到自己的数据上，从而保持与主节点同步。
4. 选举新的主节点。当主节点发生故障或不可用时，从节点会发现并启动选举过程。