本篇文章主要介绍一下MongoDB什么时候开始选举？如何选举的？以及一些参数的介绍。

当复制集初始化（initiating）或者primary失效时，都会触发选举（election），这个过程不需要人工介入。

    选举过程需要消耗一些时间，在此期间，集群将不能接收write操作（即使旧的primary仍然存活，但因为“网络分区”问题导致它不能与其他secondaries通讯），所有的members（包括旧的primary）都处于只读状态，如果集群中没有“多数派”的members处于有效，那么将无法选举出primary，直到足够的member加入，此时整个复制集处于只读，无法接收write请求。

1）Heartbeats：复制集中的所有members之间都互相建立心跳连接，且每隔两秒发送一次心跳，如果未在10秒内收到回复，则此member将会被标记为“不可用”。

2）Priority比较：每个member都有权重值，默认为都为1，members倾向于选举权重最高者。上述提到，priority为0的member不能被选举为primary且不能发起选举；只要当前primary的权重最高或者持有最新oplog数据的secondaries没有比它更高的权重时，集群不会触发选举。如果一个拥有更高权重的member加入集群，则会首先catch up当前primary，然后重新发起一轮选举，并将此member选举为primary。

3）Optime：当前member已经从primary的oplog中应用的最后一个operation的时间戳（此时间戳有primary生成，在oplog中每个操作记录都有）；一个member能成为primary的首要条件就是在所有有效的members中它持有最高的optime。

4）Connections：一个member要成为primary，它必须与“多数派”的其他members建立连接，如果未能与足够多的member建立连接，事实上它本身也无法被选举为primary；不过对于谁将成为priamry而言，多数派参考的是“总票数”，而不是member的个数，因为我们可以给每个member设定不同的“票数”。比如有三个member，每个member持有一票（vote），那么只要至少有2个member可以互相通信（3的多数派至少为2），即可选举；不过如果有2个member不可用，将无法选举，剩余的那个member如果是primary，那么它也将step down并成为secondary，整个复制集处于只读状态。

5）网络分区（Network Partitions）：即集群中一部分members无法与其他members通讯，而分割成多个区域；因为选举是基于“多数派”（一个member需要与多数派建立连接，且票数也是多数派），所以网络分区时，无法进行选举（未能形成多数派时）。为了避免这种问题，建议将集群中的多个members分别部署在多个物理网段中。

 

选举触发时机：

1）复制集初始化时，此时没有primary

2）一个secondary与primary失去连接，此时它将发起选举；如果多数派的secondaries均与primary失去连接，则选举即可进行成功，否则选举将会被正常的members否则（veto）。

3）primary关闭（step down）。

需要注意：

“Priority 0”将无法发起选举，即使它与primary失去连接，它只能对别人的选举进行“投票”或者“否决”。

我们可以通过rs.stepDown()方法或者replSetStepDown命令来关闭primary，或者当有更高优先级的secondary加入时，或者当前primary无法与大多数members建立连接时，primary也会关闭，此后将触发新一轮的选举。

此外，我们通过rs.reconfig()修改了复制集的配置后，也有可能会触发选举。当primary关闭时，它会关闭所有的客户端连接，此后客户端将无法write。

 

选举规则：

    每个member都有一个priority属性，用来表示它们成为primary的资格，集群将会选举priority最高的member成为primary，默认情况下，所有的member的权重均为1，即它们有相同的机会成为primary。如果你倾向于某个member成为primary，可以将其priority的值设置的更高。默认情况下，每个member持有一个vote（票数），如果大多数member都选举某个member，那么它将成为primary；“Non-voting” member的vote值为0，且目前所有的member的vote值不能大于1。（即每个member只能投一票，或者不投票）

 

选举中否决：

    所有的member都可以否决选举，包括“Non-voting”。将会在如下情况时否决选举（否决提议者）：

1）如果提议选举的member不属于当前复制集（配置文件中未声明）

2）提议选举的member数据陈旧  

3）提议选举的member priority比已知的其他member低

4）如果当前primary比提议选举者持有更高的optime 

如果权重最高的member没有持有最高的optime，那么它将首先跟进optime最高的secondary，然后才能成为primary，言外之意priority权限最高的最终会是primary

 

Rolled back：

    前文已经提到“rolled back”：priamry失效之前，未能把write操作复制给大多数secondaires，此后选举出了新的primary，那么新的priamry也接受了部分write请求，那么当旧的priamry再次加入集群，它上面的数据有一些与当前priamry是“不对齐”的，那么旧的priamry则需要将那些“未对齐的”数据进行回滚，并与新的priamry保持数据一致。通常情况下，我们应该避免“rolled back”，因为这是一种比较危险的“数据不一致”的情况。rolled back数据被保存在“dbPath”路径下rollback目录中。

    默认情况下，客户端的write concern为{w : 1}即write操作在primary上写入成功后就会向客户端返回结果，这种情况下，如果primary失效且数据尚未复制到secondaries时，会发生rolled back。为了避免rollback，客户端可以使用{w : majority}，当write操作在大多数secondaries上写入成功后才会向客户端返回结果。