在現代應用程序開發中，數據庫的高可用性和數據一致性是至關重要的。MongoDB 作為一種流行的 NoSQL 數據庫，提供了 Replica Set 機制來確保數據的高可用性和容錯能力。通過 Docker，我們可以輕松地在本地環境中搭建 MongoDB Replica Set 集群，并進行變更監聽。本文將詳細介紹如何使用 Docker 搭建 MongoDB Replica Set 集群，并利用 MongoDB 的 Change Streams 功能進行變更監聽。
MongoDB Replica Set 是一組維護相同數據集的 MongoDB 實例。它通常由一個主節點（Primary）和多個從節點（Secondary）組成。主節點負責處理所有的寫操作，而從節點則復制主節點的數據，并可以處理讀請求。Replica Set 提供了自動故障轉移功能，當主節點不可用時，從節點會自動選舉出新的主節點，確保系統的高可用性。
Docker 是一種容器化平臺，允許開發者將應用程序及其依賴項打包到一個輕量級、可移植的容器中。通過 Docker，我們可以快速部署和管理應用程序，而無需擔心環境差異帶來的問題。Docker Compose 是 Docker 的一個工具，允許我們使用 YAML 文件定義和運行多容器 Docker 應用程序。
在開始之前，我們需要確保已經安裝了 Docker 和 Docker Compose。
docker --version
如果安裝成功，將顯示 Docker 的版本信息。
docker-compose --version
如果安裝成功，將顯示 Docker Compose 的版本信息。
首先，我們需要創建一個 docker-compose.yml 文件來定義 MongoDB 容器的配置。
version: '3.8'
services:
mongo1:
image: mongo:5.0
container_name: mongo1
ports:
- "27017:27017"
volumes:
- mongo1-data:/data/db
command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all
mongo2:
image: mongo:5.0
container_name: mongo2
ports:
- "27018:27017"
volumes:
- mongo2-data:/data/db
command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all
mongo3:
image: mongo:5.0
container_name: mongo3
ports:
- "27019:27017"
volumes:
- mongo3-data:/data/db
command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all
volumes:
mongo1-data:
mongo2-data:
mongo3-data:
在這個配置文件中，我們定義了三個 MongoDB 容器：mongo1、mongo2 和 mongo3。每個容器都使用 mongo:5.0 鏡像，并配置了不同的端口和數據卷。command 參數指定了 MongoDB 啟動時的配置，--replSet rs0 表示這些容器將加入名為 rs0 的 Replica Set。
在終端中導航到包含 docker-compose.yml 文件的目錄，并運行以下命令啟動 MongoDB 容器：
docker-compose up -d
-d 參數表示在后臺運行容器。啟動完成后，可以使用以下命令查看容器的運行狀態：
docker-compose ps
接下來，我們需要配置 Replica Set。首先，連接到其中一個 MongoDB 容器：
docker exec -it mongo1 mongo
在 MongoDB Shell 中，運行以下命令初始化 Replica Set：
rs.initiate({
_id: "rs0",
members: [
{ _id: 0, host: "mongo1:27017" },
{ _id: 1, host: "mongo2:27017" },
{ _id: 2, host: "mongo3:27017" }
]
})
初始化完成后，可以使用以下命令查看 Replica Set 的狀態：
rs.status()
如果一切正常，你將看到三個節點的狀態信息，其中一個節點被選舉為主節點（Primary），其他兩個節點為從節點（Secondary）。
MongoDB 的 Change Streams 功能允許應用程序實時監聽數據庫中的變更事件。通過 Change Streams，我們可以捕獲插入、更新、刪除等操作，并做出相應的響應。Change Streams 基于 MongoDB 的 Oplog（操作日志）實現，因此只能在 Replica Set 或 Sharded Cluster 中使用。
以下是一個使用 Node.js 監聽 MongoDB 變更的示例代碼：
const { MongoClient } = require('mongodb');
async function main() {
const uri = 'mongodb://localhost:27017,localhost:27018,localhost:27019/?replicaSet=rs0';
const client = new MongoClient(uri, { useUnifiedTopology: true });
try {
await client.connect();
const database = client.db('test');
const collection = database.collection('items');
const changeStream = collection.watch();
changeStream.on('change', (change) => {
console.log('Change detected:', change);
});
console.log('Listening for changes...');
} catch (error) {
console.error('Error:', error);
}
}
main();
在這個示例中，我們使用 MongoClient 連接到 MongoDB Replica Set，并監聽 test 數據庫中 items 集合的變更事件。當集合中的數據發生變化時，change 事件將被觸發，并輸出變更信息。
如果在初始化 Replica Set 時遇到錯誤，可以嘗試以下步驟： - 確保所有 MongoDB 容器都已啟動并運行。 - 檢查容器之間的網絡連接是否正常。 - 重新初始化 Replica Set。
如果 Change Streams 無法監聽變更，可以檢查以下內容： - 確保 MongoDB 實例配置為 Replica Set 或 Sharded Cluster。 - 檢查應用程序是否正確連接到 Replica Set。 - 確保 MongoDB 版本支持 Change Streams。
如果 Docker 容器無法啟動，可以嘗試以下步驟：
- 檢查 docker-compose.yml 文件中的配置是否正確。
- 確保 Docker 和 Docker Compose 已正確安裝。
- 查看容器日志以獲取更多信息：
```bash
docker-compose logs mongo1
```
通過 Docker，我們可以輕松地在本地環境中搭建 MongoDB Replica Set 集群，并利用 Change Streams 功能實時監聽數據庫中的變更。本文詳細介紹了如何使用 Docker Compose 配置和啟動 MongoDB 容器，如何初始化 Replica Set，以及如何使用 Node.js 監聽 MongoDB 的變更事件。希望本文能幫助你更好地理解和使用 MongoDB 和 Docker。
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