Mongodb是一种高性能、可扩展、文档导向的NoSQL数据库。它采用了BSON（Binary JSON）格式来存储数据，提供了非常方便的数据读写操作。在Mongodb中，副本集是一种容错和可扩展性解决方案，它可用于提高数据冗余和故障恢复能力。本文将介绍如何在Mongodb3.0.5中搭建副本集并配置spring和java连接副本集。
1.副本集的概念和作用
副本集是多个Mongodb实例的集合，其中一个是主节点（Primary），其余节点是备份节点（Secondary）。主节点负责处理所有的写操作，并将写操作的结果同步到备份节点。备份节点会自动复制主节点的数据，并负责处理读操作。当主节点发生故障时，备份节点会自动选举出一个新的主节点，保证整个集群的可用性。
使用副本集可以提高数据的冗余和故障恢复能力。当主节点发生故障时，集群可以自动将备份节点提升为主节点，继续提供服务。同时，备份节点也可以用于扩展读操作，提高查询性能。副本集还可以用于数据备份和迁移，方便数据的持久化和迁移。
2.搭建Mongodb副本集
下面介绍如何在Mongodb3.0.5中搭建副本集。
2.1.单节点Mongodb安装和启动
首先需要安装Mongodb单节点，可以到Mongodb官网上下载安装包，下载完成后按照提示安装即可。安装完成后，在终端中使用以下命令启动Mongodb。
mongod --dbpath /path/to/data
其中--dbpath指定数据存储路径。启动Mongodb后，如果没有其他配置，Mongodb会默认绑定本地127.0.0.1的27017端口，并启动一个单节点的Mongodb实例。
2.2.配置副本集
在Mongodb中，要创建副本集需要至少3个节点。在这里，我们将在一台机器上使用3个不同端口模拟3个节点。在终端中创建3个不同目录，作为3个节点的数据目录。
mkdir -p /path/to/data1
mkdir -p /path/to/data2
mkdir -p /path/to/data3
然后，分别使用以下命令启动3个不同端口的Mongodb实例，指定不同的数据目录。
mongod --dbpath /path/to/data1 --port 27017 --replSet rs0
mongod --dbpath /path/to/data2 --port 27018 --replSet rs0
mongod --dbpath /path/to/data3 --port 27019 --replSet rs0
其中，--replSet参数指定了副本集的名称，这里使用rs0作为副本集名称。启动后，可以使用以下命令检查节点状态。
mongo --port 27017
> rs.status()
如果输出类似下面的结果，则说明节点启动成功。
{
"set" : "rs0",
"date" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1234, 1),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "localhost:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 123,
"optime" : Timestamp(12345, 1),
"optimeDate" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"electionTime" : Timestamp(1234, 1),
"electionDate" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"configVersion" : 1,
"self" : true
},
{
"_id" : 1,
"name" : "localhost:27018",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 123,
"optime" : Timestamp(12345, 1),
"optimeDate" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"pingMs" : 1,
"syncingTo" : "localhost:27017",
"configVersion" : 1
},
{
"_id" : 2,
"name" : "localhost:27019",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 123,
"optime" : Timestamp(12345, 1),
"optimeDate" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-01-01T12:00:00Z"),
"pingMs" : 1,
"syncingTo" : "localhost:27017",
"configVersion" : 1
}
],
"ok" : 1
}
注意，这里是通过主节点访问副本集。以上输出结果显示了副本集的状态，包括节点名称、状态、同步信息等。
2.3.初始化副本集
在节点启动后，需要将节点添加到副本集中。在主节点上执行以下命令初始化副本集。
mongo --port 27017
> rs.initiate()
这里是通过主节点访问副本集，初始化后会自动选举出一个主节点。可以使用以下命令查看当前主节点。
mongo --port 27017
> rs.status()
3.Spring和Java连接Mongodb副本集
上面我们已经成功搭建了Mongodb副本集。下面介绍如何使用Spring和Java连接Mongodb副本集。
3.1.添加Mongodb依赖
首先，需要添加Mongodb驱动依赖和Spring Data Mongodb依赖。
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.mongodb</groupId>
<artifactId>mongo-java-driver</artifactId>
<version>3.11.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-mongodb</artifactId>
<version>2.4.10.RELEASE</version>
</dependency>
</dependencies>
3.2.配置Spring连接副本集
在Spring配置文件中，需要添加以下内容来连接Mongodb副本集。
<bean id="mongoDbFactory" class="org.springframework.data.mongodb.core.MongoDbFactoryBean">
<property name="host" value="localhost"/>
<property name="port" value="27017,27018,27019"/>
<property name="databaseName" value="test"/>
<property name="replicaSet" value="rs0"/>
</bean>
<bean id="mongoTemplate" class="org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate">
<constructor-arg ref="mongoDbFactory"/>
</bean>
这里MongoDbFactoryBean指定了连接的主机、端口、数据库名称和副本集名称，MongoTemplate是一个操作Mongodb的类。
3.3.编写Java代码连接副本集
通过以上配置，就可以使用MongoTemplate连接Mongodb副本集了。下面是一个简单的Java代码片段，用于连接Mongodb副本集并执行数据插入操作。
@Autowired
private MongoTemplate mongoTemplate;
public void saveData(String jsonData) {
Document data = Document.parse(jsonData);
mongoTemplate.insert(data, "test_collection");
}
以上代码中，使用@Autowired注解将MongoTemplate注入到代码中。调用MongoTemplate的insert方法，将数据插入到test_collection集合中。这里注意需要在操作中指定集合名称。该方法可以动态选择主从节点，自动切换到可用节点进行操作。
4.总结
本文介绍了如何在Mongodb3.0.5中搭建副本集并配置spring和java连接副本集。副本集是Mongodb中非常重要的特性，它可以提高数据冗余和故障恢复能力。同时，使用副本集也可以提高数据读操作的性能。连接副本集需要同时指定多个节点，其中任意一个节点出现故障都不会影响整个服务的可用性，这是副本集的优势之一。Spring提供了非常方便的操作数据库的类和方法，可以在Java代码中轻松连接和操作Mongodb副本集。