简介
Sharding（分片）是一种将数据划分为多个分片，然后分布在多个机器节点上的解决方案，Mongodb使用sharding支撑其庞大的数据存储以及高效的数据访问。
单个节点上的数据库系统要存储大容量的数据，同时满足高效率的数据访问，对其来说是一个很大的挑战。没准，我们执行一次查询，CPU就挂掉了，就算不挂，查询出来的数据内存根本放不下。
面对这种情况，有2种方式可以解决系统的瓶颈：纵向增强自身、横向扩展节点。
- 纵向增强自身意味着要升级为更强悍的CPU，扩展更大的内存容量和硬盘容量，但受制于硬件技术的发展，这种方案风险太大。
- 横向扩展节点会将数据分布到不同的机器节点上，充分利用多个机器的硬件资源，即使数据继续大规模增长，也可以通过扩充节点来从容应对。
Mongodb使用sharding来实现横向扩展。
Mongodb的分片集群包括以下几个组成部分：
- shard（分片）：每个shard都是要存储数据的子集，而且每一个shard都应该作为一个replica set，replica set是Mongodb主从复制的一个集群。
- mongos：mongos扮演了查询路由的角色，客户端连接它进行数据操作。
- config servers：config servers 存储集群的元数据信息和配置信息，从3.4版本开始，config server必须部署为replica set。
注：因为Mongodb本身提供以上功能，所以这些服务进程都是Mongodb的实例，要不就部署在不同的机器节点上，要不就部署在想同机器的不同端口上。
各个组件之间的关系如下图：
Shard Key
Mongodb通过shard key来确定某个document应该放在那个shard replica set上。shard key可以是collection的一个字段或多个字段的组合。shard key一旦指定，分片后，就不能在更改了，所以分片前一定要规划好。关于如何指定shard key，后面的示例说明。
如果分片的时候collection不为空，那一定要保证该collection有shard key的索引。
选择合适的shard key对程序的性能、扩展性有很大的影响。
Mongodb目前支持2中分片策略：Hashed Sharding，Ranged Sharding。具体后续文章介绍。
Chunks
Mongodb将分片数据放入chunk中，Mongodb将每个chunk均匀分布在shard集群中。