一、如何判断碎片化

1、数据库空间占用信息查询

1）查看数据库存储空间占用

-- 通过db.stats()函数查询storageSize参数大小
use db
db.stats()
-- 直接查看目标DB物理存储大小
use db
db.runCommand({dbStats : 1,scale : 1073741824})   //scale指定单位为GB

2）查看集合存储空间占用

-- 通过db.collname.stats()函数查询storageSize参数大小
use db
db.collname.stats()
-- 直接查看目标DB物理存储大小
use db
db.runCommand({"collStats":"oplog.rs",scale:1048576})  //scale指定单位，单位为MB

2、碎片化问题查看，查看目前集合可回收空间

db.collname.stats().wiredTiger["block-manager"]["file bytes available for reuse"]

rs0:PRIMARY> db.aa.stats().wiredTiger["block-manager"]["file bytes available for reuse"]
16384

二、如何处理碎片化

2.1 compact

1、语法

db.runCommand({compact:'dsir',force:true})

2、compact所需权限

use admin
db.createRole(
   {
      role: "myCustomCompactRole",
      privileges: [
         {
            resource: { "db" : "<database>" , "collection" : "<collection>" },
            actions: [ "compact" ]
         }
      ],
      roles: []
   }
)

db.grantRoleToUser("myCompactUser", [ "dbAdmin" | "myCustomCompactRole" ] )

3、compact主要做了哪些操作？

1）检查所操作compact集合是否满足条件

前面80%的空间里，是否有20%的空闲空间，用于写入文件后面20%的数据
前面90%的空间里，是否有10%的空闲空间，用于写入文件后面10%的数据

2）若满足任一条件，引擎层开始执行compact，执行期间阻塞该DB上左右读写操作，并将该集合文件后面的数据往前面空闲的空间写，然后逐步 truancate 文件回收物理空间。

3）若不满足以上任一条件，说明执行compact肯定无法回收10%的物理空间，那么该集合当前无需进行compact，直接退出compact操作。

4、compact的影响

1）compact 一个集合，会加集合所在DB的互斥写锁，会导致该DB上所有的读写请求都阻塞；而且 compact 执行的时间跟集合的数据量相关，数据量越大compact执行时间越久，所以强烈建议在业务低峰期执行，避免影响业务。

2）如果您使用db.killOp()方法终止操作，或者在压缩操作完成之前重启服务器，请注意以下事项:

如果启用了日志记录，无论压缩操作的状态如何，数据都将保持有效和可用。您可能必须手动重新构建索引。
如果没有启用日志记录，当compact操作被中断时，无法保证数据有效性
在这两种情况下，集合中现有的大部分空闲空间都可能无法重用。需要重新执行compact恢复对空间空间的使用。

3）compact操作在每个节点都是独立的，不会随着primary节点的操作传递到secondary节点；

4）如果想要在primary节点执行conpact操作，需要标识force:true;

5）在secondary节点执行compact操作时，该节点的状态会转换为RECOVERING，期间业务无法访问该节点；

2.2 各存储引擎下compact如何释放空间

1、WiredTiger

1）compact操作会释放data和index的空间给操作系统；
2）compact执行需要额外的一部分空间。

2、MMAPv1

1）commpact操作可以减少data空间，并且重建index，但是这些空间不会归还给操作系统，只会留给MongoDB供之后的数据写入；
2）如果想要回收MMAPv1的磁盘空间，需要执行initial sync；
3）执行compact操作至少需要当前实例还有2G的空闲空间才可执行。

三、常见处理碎片化方案

3.1 直接操作

单节点环境下
直接进行compact操作
副本集环境下
1）业务低峰期，在secondary节点执行compact命令；
2）将已经compact完毕的secondary节点提升为primary节点；
3）对降级为secodary的节点做compact。

3.2 重建collection

新添加一个secondary节点，然后将该节点升级为primary节点（数据量非常大的情况下为了不影响业务）

3.3 单节点启动方式循环处理

1）将副本集中某一secondary节点以单节点方式启动，并执行compact命令处理集合碎片化

2）将碎片化处理完毕的节点重新以副本集的方式启动，会将该节点提升为primary节点

3）以1）的方式对其余secondary节点进行碎片化处理

文档参考：

https://docs.mongodb.com/manual/reference/command/compact/index.html
https://blog.csdn.net/u013162930/article/details/78580083

MongoDB磁盘空间碎片化问题排查指南

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