MongoDB作为NoSQL数据库的一种，已经成为新一代数据存储系统的趋势。然而，MongoDB数据服务的性能问题一直是亟待解决的关键问题之一。在许多基于MongoDB的利用中，CPU利用率是一个重要的指标，它可以帮助我们对服务器的性能进行实时监控，以便及时发现和修复效力瓶颈。本文将介绍如何通过优化MongoDB配置来提高CPU使用率。
1.mongod命令参数
使用下面命令可以查看服务的启动参数 mongod --help 或者mongod -h 其他命令参数 * 基本配置 --quiet # 安静输出 --port arg # 指定服务端口号，默认端口27017 --bind_ip arg # 绑定服务IP，若绑定127.0.0.1，则只能本机访问，不指定默认本地所有IP --logpath arg # 指定MongoDB日志文件，注意是指定文件不是目录 --logappend # 使用追加的方式写日志 --pidfilepath arg # PID File 的完整路径，如果没有设置，则没有PID文件 --keyFile arg # 集群的私钥的完整路径，只对于Replica Set 架构有效 --unixSocketPrefix arg # UNIX域套接字替代目录,(默认为 /tmp) --fork # 以守护进程的方式运行MongoDB，创建服务器进程 --auth # 启用验证 --cpu # 定期显示CPU的CPU利用率和iowait --dbpath arg # 指定数据库路径 --diaglog arg # diaglog选项 0=off 1=W 2=R 3=both 7=W+some reads --directoryperdb # 设置每个数据库将被保存在一个单独的目录 --journal # 启用日志选项，MongoDB的数据操作将会写入到journal文件夹的文件里 --journalOptions arg # 启用日志诊断选项 --ipv6 # 启用IPv6选项 --jsonp # 允许JSONP形式通过HTTP访问（有安全影响） --maxConns arg # 最大同时连接数 默认2000 --noauth # 不启用验证 --nohttpinterface # 关闭http接口，默认关闭27018端口访问 --noprealloc # 禁用数据文件预分配(往往影响性能) --noscripting # 禁用脚本引擎 --notablescan # 不允许表扫描 --nounixsocket # 禁用Unix套接字监听 --nssize arg (=16) # 设置信数据库.ns文件大小(MB) --objcheck # 在收到客户数据,检查的有效性， --profile arg # 档案参数 0=off 1=slow, 2=all --quota # 限制每个数据库的文件数，设置默认为8 --quotaFiles arg # number of files allower per db, requires --quota --rest # 开启简单的rest API --repair # 修复所有数据库run repair on all dbs --repairpath arg # 修复库生成的文件的目录,默认为目录名称dbpath --slowms arg (=100) # value of slow for profile and console log --smallfiles # 使用较小的默认文件 --syncdelay arg (=60) # 数据写入磁盘的时间秒数(0=never,不推荐) --sysinfo # 打印一些诊断系统信息 --upgrade # 如果需要升级数据库 * Replicaton 参数 --fastsync # 从一个dbpath里启用从库复制服务，该dbpath的数据库是主库的快照，可用于快速启用同步 --autoresync # 如果从库与主库同步数据差得多，自动重新同步， --oplogSize arg # 设置oplog的大小(MB) * 主/从参数 --master # 主库模式 --slave # 从库模式 --source arg # 从库 端口号 --only arg # 指定单一的数据库复制 --slavedelay arg # 设置从库同步主库的延迟时间 * Replica set(副本集)选项： --replSet arg # 设置副本集名称 * Sharding(分片)选项 --configsvr # 声明这是一个集群的config服务,默认端口27019，默认目录/data/configdb --shardsvr # 声明这是一个集群的分片,默认端口27018 --noMoveParanoia # 关闭偏执为moveChunk数据保存? #上述参数都可以写入mongod.conf配置文档里例如： dbpath = /data/mongodb logpath = /data/mongodb/mongodb.log logappend = true port = 27017 fork = true auth = true
2. CPU利用率问题
2.1 CPU利用率的影响
在MongoDB中，如果CPU利用率过低，对数据库的性能和吞吐量都会有很大影响。一般情况下，在大量查询或插入操作的情况下，如果CPU利用率过低，将会造成长时间的等待，进而引起读写延迟和响应时间过长等问题。
2.2 CPU利用率的原因
导致CPU利用率低的原因有很多，例如内存、磁盘读写速度等。但是最常见的原因是MongoDB配置不当。
3. 如何提升CPU利用率
3.1 使用索引
使用索引是优化MongoDB查询性能的一个非常重要的手段。通过创建索引，在查询时可以大大减少查询时间，提高CPU利用率。索引可以在MongoDB中创建唯一索引、复合索引等，具体使用可以参考MongoDB的官方文档。
3.2 关闭松散模式
在MongoDB中，如果关闭松散模式，可以大大减少内存的分配操作，从而提高CPU利用率。具体使用方法如下：
db.runCommand({setParameter : 1, internalQueryExecYieldPeriod : 10000000})
3.3 关闭写确认
写确认可以在MongoDB中保证数据的写入一定程度的安全，但是同时也增加了I/O操作时间，从而影响CPU利用率。如果要提升CPU利用率，可以关闭写确认：
db.runCommand({getLastError: 0, w: 0});
3.4 调整读写比例
在MongoDB中，读和写的比例一般是60:40，如果出现读写比例不协调的情况，需要根据实际情况进行调整。调整比例可以提高CPU利用率，并且提高数据服务的响应速度。
3.5 使用好MongoDB的连接池
MongoDB的连接池可以避免在每次请求时打开和关闭连接，从而减少CPU负载。连接池的数量设置需要根据实际服务负载情况来确定，一般建议设置在20至50之间。具体使用方法可以参考MongoDB的官方文档。
3.6 分片
如果单机性能无法满足时间需求，可以考虑分片。MongoDB的分片特性可以支持数据的水平分流，可以大大提高查询和处理的速度，并且降低单个机器的CPU负载。具体配置方式可以参考MongoDB的官方文档。
4. 总结
MongoDB是一款十分强大的NoSQL数据库，但是在使用过程中需要进行优化，使其性能和响应速度更好。本文通过介绍如何优化MongoDB配置，进而提高CPU利用率的方法，希望可以对大家有所帮助。
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