并发控制总览
MongoDB 通过多粒度锁、读写器锁与存储引擎级并发控制来同时保障一致性与吞吐：以WiredTiger 为默认存储引擎时，读写多为文档级并发，仅在全局/数据库/集合层级获取意向锁（IS/IX）；当检测到冲突时由存储层触发写入冲突并重试，对应用基本透明。锁模式包含：S（共享）、X（排他）、IS（意向共享）、IX（意向排他），其中 X 与任何模式互斥，S 仅与 IS 共存；锁是公平的，按队列授予并批量放行兼容请求以避免饥饿。自 MongoDB 4.0 起支持多文档事务（副本集），4.2 起支持分片集群事务；从 3.0 起默认使用 WiredTiger（取代 MMAPv1 的集合级锁），大幅提升了并发能力。
锁与隔离
- 锁粒度与模式：WiredTiger 在存储层提供文档级并发，服务层仅在更高层级使用IS/IX 意向锁；常见模式语义为：S 允许多读、X 独占写、IS/IX 表达更细粒度访问意图，并通过意向锁继承避免细粒度与粗粒度之间的冲突。
- 读写并发：读操作通常获取IS，写操作获取IX；S 与 IS 可共存，因此读多写少的场景并发度较高。
- 隔离与一致性：单文档操作具备原子性；跨文档一致性通过事务与readConcern/writeConcern控制，读关注点决定客户端是否能看到尚未持久化的写入。
- 冲突处理：WiredTiger 采用乐观并发控制，冲突时由服务器透明重试相关操作，通常无需应用层介入。
典型操作的锁行为
| 操作 |
数据库锁 |
集合锁 |
说明 |
| 查询（find/aggregate） |
r（IS） |
r（IS） |
并发读 |
| 插入（insert） |
w（IX） |
w（IX） |
写冲突在存储层检测并可能重试 |
| 更新（update） |
w（IX） |
w（IX） |
多文档更新（multi）可能阶段性让渡锁 |
| 删除（remove） |
w（IX） |
w（IX） |
同上 |
| 创建索引（前台） |
W（X） |
— |
长时间阻塞，建议在维护窗口执行 |
| 创建索引（后台） |
w（IX） |
w（IX） |
降低阻塞，但仍会影响性能 |
| 删除集合 |
W（X） |
— |
需要独占数据库锁 |
| db.copyDatabase / db.repairDatabase |
W（全局X） |
— |
全局独占，强烈建议在离线窗口执行 |
并发性能优化建议
- 优先利用单文档原子与嵌入/数组建模，减少对多文档事务的依赖（事务开销更高）。
- 为高频查询与更新路径建立合适索引，降低扫描与锁持有时间。
- 避免长时间运行的查询/更新；必要时使用后台索引与分批次处理，减少阻塞窗口。
- 读写分离与连接池：将分析型查询路由到从节点，应用侧使用连接池与合理的超时/重试策略。
- 水平扩展：通过分片集群将数据分布到多台 mongod，锁与资源竞争在分片间隔离，整体并发能力提升。
- 连接与超时：控制maxIncomingConnections，为操作设置socketTimeoutMS/read/writeConcern，避免长时间占用资源。
监控与排障
- 查看锁与争用：使用 db.serverStatus().locks、db.currentOp()、mongotop、mongostat 观察锁模式、等待与耗时；必要时用 db.killOp() 终止异常长操作。
- 识别热点：若 serverStatus.locks 或 currentOp 显示特定集合/数据库锁等待或队列增长，优先检查索引缺失、慢查询与大批量无索引更新。
- 管理命令影响：对生产环境谨慎执行会获取全局/数据库独占锁的命令（如 db.repairDatabase()、db.copyDatabase()、前台建索引），尽量在维护窗口或采用后台索引替代。
