1. 概述
MongoDB是面向文档的NoSQL数据库，因其灵活、可扩展及高性能而获得了广泛的应用。MongoDB使用内存来存储数据，因此它的性能直接受到内存大小和配置的影响。在优化MongoDB性能的过程中，合理配置内存是非常重要的。
2. 确定MongoDB内存使用情况
MongoDB使用内存来存储数据和执行查询操作。为了了解MongoDB在当前服务器上实际使用的内存，可以使用Mongo Shell中的db.serverStatus()命令来查看。这个命令会返回当前MongoDB服务器的状态信息，包括内存使用情况。
2.1 使用db.serverStatus()命令查看内存使用情况
使用db.serverStatus()命令可以查看MongoDB当前使用的内存大小和缓存命中率等信息。在返回的结果中，mongod实例的storageEngine字段包含了缓存的详细信息，包括命中率和缓存使用情况：
db.serverStatus( { storageEngine: "wiredTiger" } )
该命令将返回当前MongoDB存储引擎为wiredTiger的缓存使用情况。如果存储引擎不是wiredTiger，请替换该参数。
3. 配置MongoDB内存使用
在实际部署MongoDB之前，需要根据具体的使用场景和硬件配置来调整MongoDB的内存使用情况。下面介绍几种常见的调整方法。
3.1 调整操作系统内核参数
在Linux系统中，可以通过修改/proc/sys/vm/nr_hugepages参数来增加MongoDB的内存使用效率。这个参数决定了在系统中预留HugePages的数量。HugePages是一种特殊的内存页面，它们的大小通常为2MB或更大。MongoDB使用HugePages来减少内存碎片和增加内存使用效率。
要启用HugePages，必须首先建立一个HugePage文件系统。可以在/etc/fstab文件中添加如下行来创建一个HugePage文件系统：
hugetlbfs /mnt/hugepages hugetlbfs defaults,size=2M,pagesize=2M 0 0
这将创建一个/mnt/hugepages目录，用于存储MongoDB使用的HugePages。
然后可以使用以下命令来配置系统预留的HugePages数量：
echo 1000 > /proc/sys/vm/nr_hugepages
其中1000是预留的HugePages数量。必须确保预留的HugePages数量大于等于MongoDB使用的内存大小。
3.2 配置MongoDB的缓存
MongoDB使用缓存来存储热数据，提高查询效率。默认情况下，MongoDB会尽可能使用所有可用的内存作为缓存。
为了控制MongoDB使用的内存数量，可以通过修改mongod.conf文件中的参数来配置缓存大小。具体来说，可以修改storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB参数来配置缓存的大小（单位为GB）。
例如，要将缓存大小限制为4GB，可以使用以下配置：
storage:
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 4
注意，如果要减少缓存大小，可能需要重启MongoDB实例。
3.3 配置MongoDB的工作集
工作集是MongoDB使用的一部分内存，用于存储最近使用的数据。工作集的大小影响了MongoDB的性能。如果工作集过小，MongoDB可能无法将所有需要的数据存储在内存中，从而导致性能下降。
可以使用dbStats命令来查看当前MongoDB实例使用的工作集大小：
db.runCommand( { dbStats: 1, scale: 1024 } )
在返回的结果中，workingSet字段包含了当前使用的工作集大小。
要调整工作集大小，可以修改mongod.conf文件中的setParameter.enableWorkingSetAdjustment参数。将该参数设置为true可以开启工作集自动调整功能。根据工作负载的变化，MongoDB会自动调整工作集的大小。
也可以手动设置工作集大小。如果想将工作集大小限制为4GB，可以使用以下配置：
setParameter:
enableWorkingSetAdjustment: true
# Set the limit to 4 GB
workingSetMaxMemoryPercent: 25
在上面的配置中，workingSetMaxMemoryPercent参数指定了工作集的最大内存比例。MongoDB会将这个值与当前Mongod实例使用的RAM比例相乘，来计算工作集的最大内存大小。在这个例子中，内存比例为25%。
4. 结论
MongoDB使用内存存储数据和执行查询操作，内存大小和配置对其性能有着至关重要的影响。在实际部署MongoDB前，需要根据具体的使用场景和硬件配置来调整MongoDB的内存使用。可以通过调整操作系统内核参数、配置MongoDB的缓存以及调整工作集大小来提高MongoDB的性能。