ApsaraDB for MongoDB：版本及儲存引擎

ApsaraDB for MongoDB支援如下版本：

• MongoDB 7.0版本說明

• MongoDB 6.0版本說明

• MongoDB 5.0版本說明

• MongoDB 4.4版本說明

• MongoDB 4.2版本說明

• MongoDB 4.0版本說明

• MongoDB 3.4版本說明

• MongoDB 3.2

  已下線，詳情請參見【通知】2月4日ApsaraDB for MongoDB下線3.2版本，上線4.2版本。

新推出可查詢加密（Queryable Encryption）和叢集同步（Cluster-to-Cluster Sync）功能，並在時序集合（Time Series Collection）、變更流（Change Streams）、彙總（Aggregation）、查詢（Query）、彈性和安全性方面進行了增強最佳化。

• 可查詢加密

  允許使用者從用戶端加密敏感性資料，將其作為完全隨機的加密資料儲存在資料庫伺服器端，並對加密資料進行豐富的查詢。

  可查詢加密只允許在用戶端查看敏感性資料的明文，在查詢到達伺服器端時會同時包含從KMS擷取的加密金鑰，然後在伺服器端以密文進行查詢並返回，最後在用戶端利用密鑰解密後以明文呈現。

• 叢集同步

  推出了新的同步工具mongosync，它能支援跨任何環境（包括混合實境世界、Atlas、本地以及邊緣環境）的資料同步（兩個MongoDB執行個體間連續且單向的資料同步）。使用者還可以即時控制和監控整個同步過程，按需啟動、停止、恢複甚至反轉同步。

• 時序集合

  分別從索引、查詢以及排序多個方面增強了時序集合。

  • 引入二級和複合索引，以改善讀取效能。

  • 引入針對時空資料的地理位置索引（Geo-Indexing），將地理資訊添加到時序資料，有助於更好地分析涉及距離和位置的情境。

    情境樣本：跟蹤夏日冷鏈運輸車的溫度變化情況、監測特定航線上的貨運船燃料消耗。

  • 最佳化對時序資料的last point查詢，不再需要掃描整個集合後才能查詢到最後一個資料點。

  • 最佳化對時序資料的排序，通過時間以及中繼資料欄位上的聚簇索引（Clustered Index）和二級索引（Secondary Index）更高效地完成排序操作。

• 變更流

  推出了如下新特性以及最佳化項：

  • 支援查看變更前的視圖（Pre-image）。

    說明

    MongoDB 6.0之前的版本僅支援查看變更後的視圖，從MongoDB 6.0版本開始，支援查看變更前後的視圖。前後視圖的更多資訊，請參見Change Streams with Document Pre- and Post-Images。

  • 支援create、createIndexes、modify和shardCollection等DDL語句，更多資訊，請參見Change Events。

  • Change Events新增wallTime欄位，時間戳記支援多種轉換和展示運算元（包括$toDate、$tsSeconds和tsIncrement）以方便業務消費。

• 彙總

  推出了如下新特性以及最佳化項：

  • 分區叢集執行個體支援$lookup和$graphLookup。

  • 改進$lookup對JOINS的支援。

  • 改進$graphLookup對圖遍曆的支援。

  • 提升$lookup效能，部分情境中效能提升可達百倍。

  說明

  $lookup和$graphLookup的更多資訊，請參見$lookup (aggregation)和$graphLookup (aggregation)。

• 查詢

  新增$maxN、$topN、$minN、$bottomN、$lastN和$sortArray等操作符。通過操作符可以將更多的計算從業務層下沉到資料庫中，使得業務層更加輕量化。

  說明

  操作符的更多資訊，請參見Aggregation Pipeline Operators。

• 彈性

  推出了如下新特性以及最佳化項：

  • 將資料區塊（Chunk）規格的預設值從64 MB調整為128 MB，有效降低了資料移轉頻率以及網路和路由層的開銷。

  • 支援configureCollectionBalancing命令，此命令支援的功能如下：

    • 支援為不同的分區表設定不同的資料區塊規格。

      樣本：資料規模特別大的分區表，將資料區塊規格調整到256 MB。資料規模相對較小但希望在分區上分布更均勻的分區表，將資料區塊規格調整到64 MB或32 MB。

    • 支援主動對集合進行磁碟重組。

      相較於compact命令，configureCollectionBalancing命令提供了更好的磁碟重組服務，有效降低了磁碟空間佔用率。

    說明

    configureCollectionBalancing命令的更多資訊，請參見configureCollectionBalancing。

  • 安全性

    對用戶端欄位級加密（CSFLE, Client-Side Field-Level Encryption）功能進行了最佳化。CSFLE將支援任何符合密鑰管理互連協議（KMIP，Key Management Interoperability Protocol）的密鑰管理供應商，即除了基於KeyFile的本地密鑰管理外，MongoDB支援通過KMIP與第三方密鑰管理裝置整合，為使用者提供更安全的保障。

    說明

    用戶端欄位級加密功能被廣泛應用于敏感資料的管理中，尤其是資料移轉的情境。

標誌著一個新的發布周期的到來，以更快地交付新特性給到使用者。

• 原生時間序列平台

  通過原生支援整個時間序列資料的生命週期（從採集、儲存、查詢、即時分析和可視化，到線上歸檔或隨著資料老化自動失效），使構建和已耗用時間序列應用程式的速度更快、成本更低。隨著MongoDB 5.0的發布，MongoDB擴充了通用的應用資料平台，使開發能夠更容易地處理時間序列資料，進一步擴充其在物聯網、金融分析、物流等方面的應用情境。

• 線上重新分區

  您可以在業務運行（資料不斷增長）的情況下，按需改變集合的分區鍵（Shard key），而不需要資料庫停機或在資料集合中進行複雜的遷移。您只需要在MongoDB Shell中運行reshardCollection命令，選擇您需要重新分區的資料庫和集合，指定新的分區鍵即可。

  reshardCollection: "<database>.<collection>", key: <shardkey>

  說明

  • <database>：需要重新分區的資料庫名稱。

  • <collection>：需要重新分區的集合名稱。

  • <shardkey>：分區鍵的名稱。

  • 當您調用reshardCollection命令時，MongoDB會複製現有集合，然後將現有集合中所有oplog應用到新集合中，當所有oplog被使用後，MongoDB會自動切換到新集合，並在後台刪除舊集合。

• 版本化API

  版本化API支援MongoDB靈活地在每個版本中為資料庫添加新的功能和改進內容（以新版本相容早期版本的方式）。當您需要改變API時，可以增加新版本的API，並與現有版本化的API在同一台伺服器上同時運行。隨著MongoDB版本發布的加速，版本化API能夠使您更快、更輕鬆地使用到MongoDB最新版本的功能特性。

  版本化API定義了應用程式最常用的一組命令和參數（無論是資料庫在年度重大發布還是季度快速發布期間，這些命令均不會改變）。通過將應用程式生命週期和資料庫生命週期解耦，您可以將驅動程式固定在MongoDB API的特定版本上，即使資料庫發生升級和改進，您的應用程式將可以繼續運行數年而不需要修改代碼。

• Write Concern預設Majority層級

  從MongoDB 5.0開始，Write Concern預設層級為majority，僅當寫入操作被應用到Primary節點（主節點）且被持久化到大多數副本節點的日誌中的時候，才會提交並返回成功，“開箱即用”地提供了更強的資料可靠性保障。

• 長時間啟動並執行快照查詢

  長時間啟動並執行快照查詢（Long-Running Snapshot Queries）增加了應用程式的通用性和彈性。您可以通過該功能運行預設時間為5分鐘的查詢（或將其調整為自訂期間），同時保持與即時事務性資料庫一致的快照隔離，也可以在Secondary節點（從節點）上進行快照查詢，從而在單個叢集中運行不同的工作負載，並將其擴充到不同的分區上。

• 新版MongoDB Shell

  為了提供更好的使用者體驗，MongoDB 5.0從頭開始重新設計了MongoDB Shell（mongosh），以提供一個更現代化的命令列體驗，以及增強可用性的功能和強大的指令碼環境。新版MongoDB Shell已經成為MongoDB平台的預設Shell。新版MongoDB Shell引入了文法高亮、智能自動完成、上下文協助和有用的錯誤資訊，為您創造一個直觀、互動的體驗。

• 版本發布調整

  從MongoDB 5.0開始，MongoDB發布的版本將分為Major Release（大版本）和Rapid Releases（快速發布版本），其中Rapid Releases作為開發版本提供下載和測試體驗，但不建議用在生產環境。

針對之前版本中使用者呼聲最高的痛點重點進行了改進。

• Hidden Indexes

  隱藏現有的索引，保證該索引在後續的查詢中不會被使用，用來觀察目標低效率索引的刪除是否會導致業務效能抖動，如不造成影響即可放心刪除該低效率索引。

• Refinable Shard Keys

  增加一個或多個Suffix Field來改善現有的文檔在Chunk上的分布問題，避免所有訪問集中在某個單一分區上，分散伺服器的壓力。

• Compound Hashed Shard Keys

  支援在複合索引中指定單個雜湊欄位，在極大程度上簡化商務邏輯的複雜性。

• Hedged Reads

  在分區叢集執行個體下，支援將一個讀請求同時發送給某個分區中的兩個複本集成員，並選擇響應最快的返回結果來恢複用戶端，以實現降低請求延遲的目的。

• Streaming Replication

  主庫Oplog主動流向備庫，相比之前版本的備庫輪詢方式，節省了近一半的往返時間，提升了主備複製的效能。

• Simultaneous Indexing

  主庫與備庫的索引建立操作同步進行，大幅減少主備庫在索引建立過程中產生的延遲，保證備庫能及時訪問到最新的資料。

• Mirrored Reads

  主節點會按一定的比例把讀流量複製到備庫上執行，保證從節點承載一定的讀流量，緩解業務的訪問延遲。

• Resumable Initial Sync

  在主備庫全量同步過程中，提供斷點續傳功能，避免因網路斷連而導致全量同步工作從頭進行。

• Time-Based Oplog Retention

  支援自訂指定Oplog的保留時間長度，避免主庫Oplog被清理觸發全量同步。

• Union

  新增$unionWith stage用於實作類別似於SQL的union all功能，增強了MongoDB的查詢能力。

• Custom Aggregation Expressions

  新增$accumulator和$function用來實現自訂的Aggregation Expression，完善介面統一性和使用者體驗。

採用二段提交方式，保證分區叢集事務的ACID特性，極大拓展了適用的業務情境。

• 分散式交易

  採用二段提交方式，保證分區叢集事務的ACID特性，極大拓展了MongoDB的業務情境，實現從NoSQL到NewSQL的飛躍。

• 可重試讀

  增加可重試讀功能，提供弱網環境下自動重試能力，降低業務端的邏輯複雜性，保證使用者業務的連續性。

• 萬用字元索引

  對於非確定欄位，支援建立萬用字元索引覆蓋一個文檔下的多個特徵欄位，管理方便且使用靈活。

• 欄位級加密

  驅動層面支援欄位級加密，可以針對特定的敏感資訊（例如帳號、密碼、價格、手機號等）單獨加密。避免全庫加密，提升業務靈活性和安全性。

• 物化視圖

  通過最新的物化視圖可以緩衝計算結果，避免重複計算提升運行效率，減少邏輯複雜度。

更適用於金融等對事務有依賴且使用NoSQL特性的情境。

• 跨文檔事務支援

  首個支援跨文檔事務的NoSQL雲資料庫，將文檔模型的速度，靈活性、功能與ACID保證相結合。

• 遷移速度提升40%

  並發的讀取和寫入，使得新增的Shard節點能更快地完成資料移轉以承載業務壓力。

• 讀效能大幅擴充

  藉助事務特性，Secondary節點不再因為同步處理記錄而阻塞讀取請求。 阿里雲同時在全體系版本支援多節點擴充功能，可大幅提升業務讀取能力。

在效能和安全性等方面較3.2版本均有不同程度的提升。

• 更快的主備同步

  在同步資料的同時建立所有索引（以前的版本僅建立_id索引）。同時在同步資料的階段，Secondary節點不斷讀取新的oplog資訊，確保Secondary節點的local資料庫具備足夠的儲存空間來儲存臨時資料。

• 更高效的負載平衡

  3.2及以前版本中，分區叢集的負載平衡由Mongos節點負責，多個Mongos節點會搶一個分布式鎖，由搶鎖成功的Mongos節點執行負載平衡任務，在Shard節點間遷移塊；而在3.4版本中，負載平衡由ConfigServer節點中的Primary節點負責，負載平衡的並發度和效率上均有大幅提升。

• 更豐富的aggregation操作

  在3.4版本增加了大量的aggregation操作符，可支援更強的資料分析能力。例如，bucket能便捷地對資料進行分類；$grahpLookup相較於3.2版本的$lookup能支援更複雜的關係運算；$addFields使得文檔操作更豐富（例如將某些欄位求和儲存為新的欄位）。

• 支援Sharding Zones

  分區叢集裡引入了Zone的概念，主要取代現在的tag-aware sharding機制，能將某些資料分配到指定的一個或多個Shard節點中，該特性極大地方便sharding cluster的跨機房部署。

• 支援Collation

  在之前的版本裡，文檔裡儲存的字串不論是中英文還是大小寫，一律按位元組來對比；引入Collation後，支援對字串的內容進行解讀，可以按使用的locale進行對比，也支援在對比時忽略大小寫。

• 支援唯讀視圖（Read-only views）

  在3.4中增加了對唯讀視圖的支援，可以將集合中滿足某個查詢條件的資料虛擬成一個特殊的集合，使用者可以在特殊的集合上做進一步的查詢操作。