MongoDB：从源码到架构之间的关系

1. MongoDB简介

MongoDB是一个开源、高性能、无模式的NoSQL数据库系统。MongoDB以JSON风格的文档存储数据，使用起来非常灵活。MongoDB有很多特点，其中最突出的就是其水平可扩展性。它被广泛用于大数据和高并发的场景中，比如电商、社交网络等。

2. MongoDB的源码

MongoDB的源码是开放的，您可以通过GitHub获得。MongoDB的源码中包含了数据库核心的逻辑，包括存储引擎、查询引擎等。MongoDB采用C++语言进行开发，这使得性能非常高。

2.1 存储引擎

MongoDB的存储引擎是各种存储引擎中最受欢迎的之一。从MongoDB的版本2.6开始，默认的存储引擎是WiredTiger。WiredTiger是一种高效、可扩展、事务性的引擎，可以在大数据和高并发的情况下提供稳定、高效的性能。

MongoDB连接到WiredTiger引擎的方式是通过以下命令实现的：
$ mongod --storageEngine wiredTiger

Need To Know：WiredTiger的性能表现非常出色，能够提高数据的读/写性能，使数据库在高并发环境下的表现更佳。

2.2 查询引擎

MongoDB的查询引擎是另一个非常重要的组成部分。查询引擎允许用户使用查询语言来检索和操作数据库中的数据。MongoDB的查询引擎支持多种语言，包括MongoDB的命令行界面、JavaScript、PHP、Java等。

查询可以通过以下方式进行：
db.test.insert({ _id: 1, item: "apple", qty: 5, type: "food" })

Need To Know：MongoDB的查询引擎使用B树来实现索引，这使得查询更加快速、高效。此外，MongoDB还支持使用MapReduce来实现复杂的数据处理和分析，这为大数据处理提供了很大的便利。

3. MongoDB的架构

MongoDB的架构非常灵活。最简单的MongoDB架构包括一个单一的mongod进程，它包含了整个MongoDB实例。当您开始使用MongoDB时，这是您可以使用的最简单的MongoDB配置。但是，MongoDB还提供了更灵活的部署选项。

3.1 副本集

副本集是一种MongoDB的部署方式。它包括多个mongod进程，其中一个mongod进程是主节点。主节点是写数据的节点。其他节点是从节点，从节点会定期从主节点同步数据。如果主节点发生故障，从节点中的一个会被选中为新的主节点。所有的读操作和写操作都会在主节点上进行，确保高效的数据访问和安全的写操作。

在MongoDB中创建一个副本集的方式是：
cfg = {
    _id: "rs0",
    members: [
        {_id: 0, host: "mongodb0.example.com:27017"},
        {_id: 1, host: "mongodb1.example.com:27017"},
        {_id: 2, host: "mongodb2.example.com:27017"}
    ]
}
rs.initiate(cfg)

Need To Know：副本集是MongoDB安全和高可用性的重要组成部分。与无法部署副本集的其他数据库相比，MongoDB的副本集更加可靠，同时也更加稳定。

3.2 分片集群

分片集群是一种用于集成多个节点的MongoDB安全和高效的部署方式。它允许您将数据分割为多个片，每个片都有自己的mongod进程。每个mongod进程都可以执行查询操作，同时也可以执行写操作。每个mongod进程之间的数据同步是自动完成的。

在MongoDB中创建一个分片集群的方式是：
1. 创建一个config服务器
mongod --configsvr
2. 创建一个mongos进程
mongos --configdb 
3. 启动所有分片节点
mongod --shardsvr

Need To Know：分片集群在MongoDB中是非常重要的架构设计。它被广泛用于大规模的Web应用程序和商业应用程序。集群可以帮助提高性能、可靠性和安全性。