MongoDB 哈希分片为什么数据大小不均匀？

今天接到一个用户反馈的问题，sharding集群，使用wiredtiger引擎，某个DB下集合全部用的hash分片，show dbs 发现其中一个shard里该DB的大小，跟其他的集合差别很大，其他基本在60G左右，而这个shard在200G左右？

由于这个DB下有大量的集合及索引，一眼也看不出问题，写了个脚本分析了一下，得到如下结论

1. somedb 下所有集合都是hash分片，并且chunk的分布是比较均匀的
2. show dbs 反应的是集合及索引对应的物理文件大小
3. 集合的数据在各个shard上逻辑总大小是接近的，只有shard0占用的物理空间比其他大很多

从shard0上能找到大量 moveChunk 的记录，猜测应该是集合的数据在没有开启分片的情况下写到shard0了，然后开启分片后，从shard0迁移到其他shard了，跟用户确认的确有一批集合是最开始没有分片。

所以这个问题就转换成了，为什么复制集里集合的逻辑空间与物理空间不一致？即collection stat 里 size 与 storageSize 的区别。

mymongo:PRIMARY> db.coll.stats()
{
    "ns" : "test.coll",
    "size" : 30526664,
    "count" : 500808,
    "avgObjSize" : 33,
    "storageSize" : 19521536,
    "capped" : false,
    ....
}

逻辑存储空间与物理存储空间有差距的主要原因

1. 存储引擎存储时，需要记录一些额外的元数据信息，这会导致物理空间总和比逻辑空间略大
2. 存储引擎可能支持数据压缩，逻辑的数据块存储到磁盘时，经过压缩可能比逻辑数据小很多了（具体要看数据的特性，极端情况下压缩后数据变大也是有可能的）
3. 引擎对删除空间的处理，很多存储引擎在删除数据时，考虑到效率，都不会立即去挪动数据回收删除的存储空间，这样可能导致删除很多文档后，逻辑空间变小，但物理空间并没有变小。如下图所示，灰色的文档删除表示被删除。删除的空间产生很多存储碎片，这些碎片空间不会立即被回收，但有新文档写入时，可以立即被复用。

而上述case里，集合数据先分到一个shard，然后启用分片后，迁移一部分到其他shard，就是一个典型的产生大量存储碎片的例子。存储碎片对服务通常影响不大，但如果因为空间不够用了需要回收，如何去强制的回收这些碎片空间？

• 数据清理掉重新加入复制集同步数据，或者直接执行resync命令 （确保有还有其他的数据备份）
• 对集合调用 compact 命令

关于 compact操作，有同学问道，问题链接

mongdb中由于删除了大量的数据，但是没有释放磁盘空间给系统，想通过compact命令来释放磁盘空间；但是对compact命令有几个疑问
1. compact命令在WiredTiger引擎上是库级别锁还是collection级别锁？
2. 执行compact命令需要多大的空余磁盘空间呢

• compact 加的是DB级别的互斥写锁，同一个DB上的读写都会被阻塞
• compact基本不需要额外的空间，wiredtiger compact的原理是将数据不断往前面的空洞挪动，并不需要把数据存储到临时的位置（额外的存储空间）。

参考资料

• resync命令
• compact命令
• 云数据库MongoDB版