MongoDB在Linux中的存储优化技巧有哪些

选择合适的存储引擎
MongoDB默认使用WiredTiger存储引擎（自3.2版本起），其支持文档级并发控制、数据压缩和事务，是大多数场景的最优选择。对于读密集型且无需事务的旧系统，可考虑MMAPv1，但需注意其不支持文档级锁定和压缩。

优化WiredTiger配置

• 调整缓存大小：通过storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB设置缓存，建议值为服务器总内存的40%-75%（预留部分给操作系统和其他进程）。缓存用于存放热点数据，能有效减少磁盘I/O，提升读性能。
• 启用数据压缩：通过storage.wiredTiger.collectionConfig.blockCompressor设置压缩算法（可选snappy、zlib、zstd）。snappy适合低延迟内网（CPU开销小），zstd适合跨地域部署（压缩率高，节省带宽），zlib适合写密集场景（平衡压缩率与CPU开销）。
• 调整日志参数：WiredTiger的日志用于保证数据一致性，可通过storage.wiredTiger.journal.commitIntervalMs调整日志提交间隔（默认100ms）。减小该值可提升数据持久性，但会增加I/O负载；增大该值则相反。

文件系统优化

• 选择合适文件系统：官方推荐XFS（生产环境首选），其具备优异的元数据性能、高并发支持和快速文件系统检查（fsck），适合大数据量、高写入场景；ext4适合中小型部署（< 1TB）或开发测试环境。
• ext4优化：格式化时使用-m 0（不预留空间）、-b 4096（4KB块大小，与MongoDB页面大小对齐）、-E lazy_itable_init=0,lazy_journal_init=0（加速格式化）；挂载时添加noatime,nodiratime（禁用访问时间记录，减少元数据写入）、barrier=0（禁用写屏障，适用于有电池备份的RAID控制器）。
• XFS优化：格式化时使用-n size=64k（优化命名空间块大小，适合元数据操作）、-d agcount=16（增加分配组，提升并行写入性能）；挂载时添加noatime,nodiratime（同上）、allocsize=512m（预分配大块空间，减少碎片）、logbufs=8（增加日志缓冲区，提升写入效率）。

磁盘I/O优化

• 使用SSD：SSD的随机读写性能远优于HDD，能显著提升MongoDB的查询和写入速度，尤其适合高并发、大数据量场景。
• RAID配置：推荐使用RAID 10（镜像+条带化），兼顾高性能和高可用性；避免使用RAID 5/6（写入性能差，不适合MongoDB的高写入负载）。
• I/O调度器调整：对于SSD，将I/O调度器设置为deadline（平衡性能与一致性），可通过cat /sys/block/sdX/queue/scheduler查看当前调度器，echo deadline | sudo tee /sys/block/sdX/queue/scheduler临时设置，通过/etc/rc.local永久化。

数据与索引管理

• 索引优化：为常用查询字段创建索引（如db.collection.createIndex({ field: 1 } )），避免全表扫描；使用覆盖查询（查询字段均在索引中），减少磁盘I/O；定期重建索引（db.collection.reIndex()），优化索引碎片。
• 数据文件分离：通过storage.wiredTiger.engineConfig.directoryForIndexes设置为true，将索引文件与集合数据文件分离（分别存放在collection和index子目录），分散磁盘I/O压力，适合索引查询密集的业务。
• 组合式大文档：将相关数据组合存储在一条记录中（如用户信息与订单详情合并），减少磁盘I/O操作；避免过度拆分文档（导致多次查询）。

其他优化技巧

• 调整文件描述符限制：MongoDB需要大量文件描述符（每个连接、索引、数据文件均需占用），通过ulimit -n查看当前限制，修改/etc/security/limits.conf（如* soft nofile 65535、* hard nofile 65535）提升限制，避免因文件描述符不足导致连接失败。
• 分片集群部署：对于大型数据集（TB级别），使用分片（Sharding）将数据水平分散到多个服务器，提升横向扩展能力；选择合适的分片键（如高基数、低频率变更的字段），避免数据倾斜。
• 定期监控与维护：使用mongostat（监控读写速率、缓存命中率）、mongotop（监控集合级读写时间）、explain()（分析查询执行计划）等工具，定期检查性能瓶颈；清理无用数据（如过期日志、临时文件），优化存储空间。

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