使用MongoDB 3的Wired Tiger将会带来愉悦的事情

MongoDB 3的一个重大改变是数据持久化存储部分的实现。以前只能选择基于操作系统的MMAP存储引擎，现在还可以选择WiredTiger存储引擎。

总结一下使用WiredTiger的好处。

文档已被锁定

在MongoDB的2系列中，锁的单位是数据库，并且在MongoDB的3系列中，即使是传统的基于MMAP的存储引擎，也只能实现集合级别的锁定。但是，如果选择使用WiredTiger存储引擎，就可以实现文档级别的锁定。

通过这个方法，写入时的锁等待时间减少了。

现在可以将索引和数据存储在不同的目录中。

–通过wiredTigerDirectoryForIndexes选项，可以将索引与数据分开放置在不同的位置上。将内存放置于高速SSD中，而数据则可以进行精细的调整，例如放置在磁盘上。

现在可以限制内存使用量。

在传统的MMAP基础上，内存是由操作系统提供的，MongoDB无法控制。
因此，内存只能使用操作系统提供的，几乎没有限制地使用内存。
而WiredTiger则可以通过–wiredTigerCacheSizeGB选项来限制内存的使用量。

现在可以输出存储统计信息

使用wiredTigerStatisticsLogDelaySecs选项，可以定期地在数据目录下输出如下所示的存储运行统计信息。

Mar 19 00:57:21 77824 data/ block-manager: bytes read
Mar 19 00:57:21 155648 data/ block-manager: bytes written
Mar 19 00:57:21 0 data/ block-manager: mapped blocks read
Mar 19 00:57:21 5 data/ block-manager: blocks pre-loaded
Mar 19 00:57:21 18 data/ block-manager: blocks read
Mar 19 00:57:21 34 data/ block-manager: blocks written
Mar 19 00:57:21 14347 data/ cache: tracked dirty bytes in the cache
Mar 19 00:57:21 22224 data/ cache: bytes currently in the cache

我們現在可以進行資料壓縮。

在使用wiredTigerCollectionBlockCompressor选项时，可以对数据进行压缩。并且这种压缩可以针对每个集合进行控制。

可以进行索引压缩

通过设置”WiredTigerIndexPrefixCompression”选项，现在可以压缩索引的前缀。

数据文件的碎片化问题已经解决

根据MMAP（内存映射文件）方式，当删除文档或者文档变大并导致移动时，数据文件会产生空洞（即发生碎片化），导致数据文件比实际数据容量更大的问题。而且，由于这样的方式直接占用内存，还会增加内存使用量的压力。
而WiredTiger在插入数据时会对数据进行压缩，因此似乎不会出现这个问题。我在这篇博客中看到的。

做日记的方式发生了改变。

在MMAP基础上启用日志记录时，流程是先写入日志，然后再写入存储器。
而在WiredTiger中，引入了检查点机制，先将数据写入预写式日志，然后在检查点时将数据反映到存储器中。

MMAP基于WiredTiger，它们的日志记录功能完全不同，并且提供不同的保证。

在基于MMAP的系统中，由于更新文档的方式是直接更新现有数据，所以当MongoDB在写入文档的过程中崩溃时，由于没有进行日志记录，可能会导致下次启动时文档损坏，无法启动（需要运行”repair”命令来修复）。

在WiredTiger中，通过将旧数据保留并追加新版本的数据来更新文档，无论是否启用日志，文档的更新都是原子操作。换句话说，即使在日志无效且MongoDB在写入文档过程中崩溃，文档也不会损坏。

我們來解釋一下WiredTiger的日誌為何存在。在MongoDB中，數據被持久化到磁盤的單位叫做checkpoint（每60秒或2G寫入）。如果MongoDB崩潰且沒有啟用日誌，最後一次checkpoint之後的更新將丟失，無法持久化。但如果啟用了日誌，最近的更新將被持久化。

最后

由于传统的MMAP和WiredTiger可以在同一个复制集内共存，所以可以将主节点保持为MMAP，然后尝试将次节点使用WiredTiger进行运行，以观察情况。

请参考以下链接：
* http://docs.mongodb.org/manual/reference/program/mongod/
* http://docs.mongodb.org/manual/core/storage/

关于WiredTiger的实现（2016/4/15更新）

我稍微调查了一下关于WiredTiger的实现，现在补充一下。

MVCC（多版本并发控制）和CAS（比较并交换）

在MVCC（多版本并发控制）中，当更新数据时，并不是物理上覆盖旧数据，而是追加更新版本的数据。这样，在数据写入时，读取线程仍能够从旧版本中读取数据，从而提高吞吐量。

CAS（比较并交换）是用于数据更新的互斥控制。CAS允许线程在更新数据时发出指令，例如“前值是A，但现在要更新为B”。如果其他线程没有更新数据，则更新成功；如果其他线程已经更新了数据，则更新失败。这样就可以在不加锁的情况下更新数据。

以前的基于MMAP的方式是一种非常粗略的方式，直接更新数据库文件，导致数据库以单个数据库为单位进行加锁。然而，通过采用MVCC和CAS等方式，现在使用了WiredTiger，使得在多核环境下可以通过多个线程同时处理，并且提高了吞吐量。

参考以下内容：
* http://www.slideboom.com/presentations/133166
* http://www.slideshare.net/wiredtiger