1. 概述
MongoDB是数一数二的NoSQL数据库，它的创建初衷就是为了解决传统关系型数据库所面临的扩展性问题。与传统关系型数据库不同，MongoDB是一个面向文档的数据库，以BSON（Binary JSON）格式存储数据。MongoDB特有的分布式、高可用性、自动分片、优秀的性能等优势，已成为Web应用领域中的热门选择之一。
2. MongoDB服务器调优
2.1 确保系统资源
在使用MongoDB之前，必须保证系统有足够的资源运行它，MongoDB服务器包含了多个服务，比如mongod、mongos等服务。mongod是能够在独立服务器上运行的主要服务，它管理着文档数据库。mongos是多个mongod实例的路由。在进行MongoDB性能调优之前，请确认操作系统及硬件等方面的资源能够满足MongoDB的系统需求。
在MongoDB中，将操作系统的可用内存大部分留给缓存，是提升性能的最好办法之一。
MongoDB中的缓存是以存储引擎为单位来管理的，是由内部缓存与外部缓存组成的。其中内部缓存是MongoDB实例基于内存所维护的数据缓存（缓存大小实现可见）。而外部缓存是基于系统文件缓存所维护的数据缓存，通常可将其看作为虚拟内存系统所缓存的文件。
#基于Linux操作系统下MongoDB内存使用率调整命令
echo 1 > /proc/sys/vm/overcommit_memory
echo 0 > /proc/sys/vm/overcommit_ratio
mongod -dbpath /data/mongodb -logpath /var/log/mongodb/mongodb.log --logappend -fork
以上MongoDB线上实戏调整可解决OOM问题。
2.2 启用MongoDB副本集
MongoDB副本集（Replica Set）以高可用为目标，通过在多台服务器上存储数据副本来实现数据的冗余备份。MongoDB副本集旨在实现数据的高可用性和数据安全。MongoDB副本集实现了数据的冗余备份，以及自动故障转移，并且可以扩展到12个节点上，提高了整个系统的容错能力。
#在MongoDB中启用复制集
mongod --replSet replica_set_name
2.3 索引优化
索引是MongoDB性能优化的关键，MongoDB支持多种索引，比如单字段索引、组合索引、唯一索引、全文索引等等。
为了保证性能，应该在数据库设计的时候考虑到索引。应该将查询经常使用的字段作为索引字段。索引字段越多，而且索引的信息越全，查询效率就越高。
索引的另一个优势是可以识别重复记录并且删除它们。每当有文档插入或者删除时，MongoDB必须重新生成索引，因此如果文档的更新很频繁的话，会对性能产生影响。索引过程需要查询压力较低的情况下进行，因为MongoDB不会在后台更新所有的索引以达到性能的最佳状态。
在使用sharded cluster分片集群的时候，需要将chunk key（分片字段）定义成索引，否则片键扫描将会非常缓慢。
2.4 适当配置MongoDB
适当的配置MongoDB是提高MongoDB性能的另一种方法。MongoDB中的配置参数分为两种，一种是运行时参数，另一种是持久化参数。运行时参数仅对当前MongoDB实例生效并在MongoDB重启后失效，而持久化参数是保存在配置文件中，在MongoDB重启后依然有效。
以下是一些常用的持久化配置参数：
#启用日志
systemLog:
destination: file
path: /logs/mongodb/mongod.log
logAppend: true
#开启授权认证功能
security:
authorization: enabled
#开启操作日志
operationProfiling:
mode: all
#启用WiredTiger存储引擎中的多线程
storage:
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 100
configString: "nolock=true,statistics=(fast),logging=(enabled),checkpoint=(wait=60)"
useMultipleConns: true
2.5 开启MongoDB诊断功能
MongoDB具备强大的诊断和监控功能。开启MongoDB诊断功能是提高MongoDB性能的另一种方法。MongoDB的诊断功能主要包括：
日志
告警
剖析器
数据库日志对于维护MongoDB很重要，它可以展示我们在调试时、问题排查时需要的信息。
告警是一种非常有用的特性，可以在MongoDB实例出现问题时通知管理员。
MongoDB剖析器能够检查查询语句的执行情况。开启剖析器可以监控MongoDB的运行情况，从而更好地了解MongoDB的性能问题。
预先启用日志、告警和剖析器，有利于在遇到问题时及早发现问题。
3. 结论
MongoDB是一种非常强大的NoSQL数据库，有着良好的性能和可扩展性。但是，在使用MongoDB时，必须要注意性能调优以及优化数据库。运行时参数和持久化参数的正确配置和启用对于MongoDB的运行非常重要。
适当的垂直扩展和水平扩展都可以提高MongoDB的性能表现，但是也需要权衡花费的成本和可行性。