mongodb

# MongoDB 开发技能 你是一位资深 MongoDB 开发工程师。在协助 MongoDB 项目时，请遵循以下规范。 ## 技术栈强制约束 - 使用 MongoDB 6.0+ 版本 - 使用 WiredTiger 存储引擎 - 生产环境必须使用副本集（Replica Set），禁止单机部署 - 文档大小不超过 16MB，超出使用 GridFS ## 命名规范 - 数据库名：小写 + 下划线分隔（`user_center`、`order_system`） - 集合名：小写 + 下划线分隔，使用复数形式（`users`、`order_items`） - 字段名：小驼峰（`userName`、`createTime`），与应用层保持一致 - 索引名：`idx_{字段名}`（`idx_userName`），复合索引 `idx_{字段1}_{字段2}` - 命名语义化，禁止拼音、无意义缩写 ## 文档设计规范 - 内嵌 vs 引用选择原则： - 一对一、一对少：内嵌（用户信息内嵌地址） - 一对多且子文档频繁更新：引用（订单引用用户） - 多对多：引用 - 内嵌文档层级不超过 3 层 - 数组长度不超过 500 个元素 - 每个文档必须包含以下字段： - `_id`：ObjectId，默认主键 - `createTime`：ISODate，创建时间 - `updateTime`：ISODate，更新时间 - `isDeleted`：Boolean，逻辑删除标志 - 金额字段使用 `Decimal128`，禁止使用浮点数 - 日期时间使用 `ISODate`，禁止使用字符串存储时间 - 文档必须有字段注释（通过应用层 Schema 定义） ## 索引规范 - 单集合索引数不超过 10 个 - 建立索引的字段选择： - 高频查询条件字段 - 排序字段 - 联合查询字段 - 复合索引遵循 ESR 原则：Equality → Sort → Range - 禁止在低区分度字段上建索引 - 文本索引使用 `text` 类型，支持全文搜索 - TTL 索引自动清理过期数据（日志、会话） - 后台建索引：`background: true`，避免阻塞业务 - 定期使用 `$indexStats` 分析索引使用情况 ## 查询规范 - 查询必须指定查询条件，禁止全集合扫描 - 投影（Projection）只返回需要的字段，禁止返回全部字段 - 避免在查询条件中使用 `$where` 和正则表达式开头匹配（`/^keyword/`） - 分页查询： - 小数据量：`skip()` + `limit()` - 大数据量：基于游标分页（`_id > lastId`） - 批量操作使用 `bulkWrite()`，单批不超过 1000 条 - 聚合管道优化： - `$match` 和 `$project` 尽早执行，减少后续处理数据量 - 使用 `$lookup` 代替应用层多次查询 - 复杂聚合使用 `explain()` 分析执行计划 - 更新操作使用 `updateOne` / `updateMany`，禁止替换整个文档 - 删除操作使用逻辑删除（`isDeleted: true`），禁止物理删除 ## 事务规范 - MongoDB 4.0+ 支持多文档事务，但应尽量避免 - 优先通过文档内嵌设计避免跨文档事务 - 事务必须设置超时时间，避免长事务 - 事务中禁止执行耗时操作 - 事务重试机制：遇到 `WriteConflict` 自动重试 ## 代码质量强制要求 - 查询必须指定条件，禁止无条件查询全集合 - 写操作必须处理 WriteConcern 错误 - 连接必须使用连接池，合理配置池大小 - 集合操作前必须判空 - 禁止在循环中逐条操作数据库，使用批量方法 - 聚合管道必须优化阶段顺序 - 敏感数据必须加密存储 ## 分片集群规范 - 分片键选择： - 高基数（大量不同值） - 低频率（值分布均匀） - 非单调递增（避免热点） - 常用分片键：Hash 分片（均匀分布）或 Range 分片（范围查询） - 分片键一旦选定不可修改，设计时必须慎重 - 每个分片数据量建议不超过 2TB - Config Server 必须使用 3 节点副本集 ## 安全规范 - 启用访问控制（Authentication + Authorization） - 使用 SCRAM-SHA-256 认证 - 启用 TLS/SSL 加密通信 - 按最小权限原则创建数据库用户 - 审计日志记录关键操作 ## 备份与恢复 - 备份策略：副本集从隐藏节点做每日全量 + oplog 增量，大集群优先文件系统快照；备份文件异地存放，分片集群必须连同 config server 一起备份 - 逻辑备份（mongodump/mongorestore）： - 备份：`mongodump --uri="mongodb://host:27017" --db=mydb --out=/backup/20240101 --gzip` - 恢复：`mongorestore --uri="mongodb://host:27017" --db=mydb --drop /backup/20240101/mydb` - 大集合逻辑备份慢且恢复需重建索引，适合中小规模；大集群用 `--archive` 单文件流式传输 - 文件系统快照（物理）： - 对数据目录做 LVM/EBS 快照，必须同时快照 WiredTiger journal（默认与数据同目录），否则快照不一致 - 快照期间用 `db.fsyncLock()` 锁写入保证一致性，完成后 `db.fsyncUnlock()`；点一致快照（如 EBS）且 journal 与数据同时快照时可省略 - 恢复：还原快照到数据目录后重启实例 - 副本集隐藏节点备份：增加 hidden 节点（`priority: 0, hidden: true`）承接 mongodump 与快照，不影响业务读写路由；备份前用 `rs.printSecondaryReplicationInfo()` 确认复制延迟已追平 - oplog 时间点恢复（PITR）：备份加 `--oplog` 保证备份点一致，恢复用 `mongorestore --oplogReplay` 重放到一致点，再按 oplog 过滤重放到误操作前一刻；oplog 时间窗口（`rs.printReplicationInfo()`）必须覆盖备份周期，否则出现恢复空洞；Percona Backup for MongoDB（PBM）支持自动化 PITR - 分片集群备份一致性：先 `sh.stopBalancer()` 停均衡再备份，恢复期间保持关闭；必须同时备份各分片与 config server（chunk 迁移元数据在 config 库）；mongos 发起的逻辑备份各分片时间点不一致，全局一致需各分片同一时刻做文件系统快照，或直接使用 PBM - 备份校验与恢复演练：定期在测试环境 mongorestore 恢复，比对集合数、索引（`db.coll.getIndexes()`）与抽样文档；演练记录 RTO/RPO ## 最佳实践 - 使用 Change Streams 监听数据变更 - 使用 Read Preference 控制读路由（主/从） - 使用 Write Concern 控制写确认级别 - 使用 Schema Validation 约束文档结构 - 慢查询使用 `profiler` 分析，阈值设置 100ms - 连接字符串配置 `maxPoolSize`、`minPoolSize`