MongoDB在Ubuntu上的数据压缩技巧

MongoDB在Ubuntu上的数据压缩技巧

一、启用WiredTiger存储引擎的块压缩（核心方法）

WiredTiger是MongoDB 3.2及以上版本的默认存储引擎，支持块压缩（对集合数据）和前缀压缩（对索引数据），是Ubuntu环境下最常用的数据压缩方式。

1. 配置文件设置（永久生效）
   编辑MongoDB配置文件（通常位于/etc/mongod.conf），在storage section下添加或修改wiredTiger配置，指定collectionConfig.blockCompressor（集合块压缩算法）和indexConfig.prefixCompression（索引前缀压缩开关）。示例如下：

   storage:
     dbPath: /var/lib/mongodb
     journal:
       enabled: true
     wiredTiger:
       engineConfig:
         cacheSizeGB: 1  # 根据系统内存调整（建议为物理内存的50%-70%）
       collectionConfig:
         blockCompressor: zstd  # 可选snappy（默认，平衡速度与压缩比）、zlib（高压缩比，高CPU消耗）、zstd（高压缩比，低CPU消耗）
       indexConfig:
         prefixCompression: true  # 开启索引前缀压缩（默认开启，减少索引内存占用）
   

   保存后重启MongoDB服务使配置生效：

   sudo systemctl restart mongod
   

2. 命令行临时设置（立即生效，重启失效）
   启动mongod时通过命令行参数指定压缩算法，适用于临时测试：

   mongod --dbpath /var/lib/mongodb --wiredTigerCollectionBlockCompressor zstd
   

二、选择合适的压缩算法

WiredTiger支持多种压缩算法，需根据存储空间需求、CPU性能和MongoDB版本选择：

• Snappy（默认）：压缩速度快，压缩比中等（约2-3倍），适合对性能敏感的场景（如实时读写频繁的数据库）。
• Zlib：压缩比最高（约3-5倍），但CPU消耗大，适合存储空间有限且对性能要求较低的场景（如归档数据）。
• Zstd（推荐，MongoDB 4.2+）：平衡了压缩比与CPU消耗（压缩比约3-4倍，CPU消耗低于Zlib），是当前最优选择。

三、使用compact命令回收碎片空间

WiredTiger的块压缩不会自动回收删除数据后的磁盘空间，需通过compact命令重新组织数据文件并应用压缩：

1. 压缩单个集合
   指定数据库和集合名称，执行压缩操作：

   mongo --eval 'db.getSiblingDB("yourDatabase").runCommand({
   compact: "yourCollection"}
   )'
   

2. 压缩整个数据库
   使用compact命令并传入1，压缩指定数据库下的所有集合：

   mongo --eval 'db.getSiblingDB("yourDatabase").runCommand({
   compact: 1}
   )'
   

3. 压缩所有数据库
   通过admin数据库执行compactAllDatabases命令，压缩实例中的所有数据库（需管理员权限）：

   mongo --eval 'db.adminCommand({
   compactAllDatabases: 1}
   )'
   

   注意：compact命令会消耗大量CPU和I/O资源，建议在低峰时段执行；执行后磁盘空间不会立即释放，需等待MongoDB自动清理或重启服务。

四、后台压缩（减少对业务的影响）

MongoDB 4.4及以上版本支持compactServer命令，可在后台异步压缩整个实例的数据，避免阻塞正常读写：

mongo --eval 'db.adminCommand({
compactServer: true, compression: "zstd"}
    )'

该命令会启动一个后台进程执行压缩，适合生产环境使用，但仍需注意CPU资源占用。

五、压缩备份数据（减少备份存储占用）

使用mongodump导出数据时，添加--gzip选项对备份文件进行压缩，节省备份存储空间：

# 导出并压缩数据库
mongodump --gzip --out /path/to/backup
# 导入压缩的备份文件
mongorestore --gzip /path/to/backup/yourDatabase

六、优化压缩配置的注意事项

1. 监控性能影响：压缩会增加CPU负载（尤其是Zlib），建议通过mongostat或serverStatus命令监控opcounters（操作次数）和cpuUsage（CPU使用率），确保系统资源充足。
2. 调整缓存大小：WiredTiger缓存（cacheSizeGB）应足够大，避免频繁读取磁盘（压缩后的数据读取时需解压缩），建议设置为物理内存的50%-70%（不超过系统总内存-1GB）。
3. 备份数据：压缩操作（尤其是compact）可能导致数据损坏，执行前务必备份重要数据（使用mongodump）。
4. 索引优化：开启索引前缀压缩（prefixCompression: true）可减少索引内存占用（约30%-50%），提升索引查询性能。

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