MongoDB: レプリケーション：高可用性アーキテクチャ

# === 最初のノードを起動（レプリカセットモード）===
mongod --replSet rs0 --port 27017 --dbpath /data/db1 --bind_ip localhost

# === mongoshで初期化 ===
mongosh
> rs.initiate({
    _id: 'rs0',
    members: [
      { _id: 0, host: 'localhost:27017' },
      { _id: 1, host: 'localhost:27018' },
      { _id: 2, host: 'localhost:27019' }
    ]
  });

// === 新規ノード追加 ===
rs.add('localhost:27020');

// === Arbiter追加（データ保存なし）===
rs.addArb('localhost:27021');

// === ノード削除 ===
rs.remove('localhost:27020');

// === レプリカセットステータス確認 ===
rs.status();

// TechCorp：より強力なサーバーを優先的にPrimaryに
rs.reconfig({
  _id: 'rs0',
  members: [
    { _id: 0, host: 'mongo1:27017', priority: 3 },   // 最強サーバー、圧倒的に選出
    { _id: 1, host: 'mongo2:27017', priority: 2 },   // 第2選択
    { _id: 2, host: 'mongo3:27017', priority: 1 },   // 最も低い優先度
    { _id: 3, host: 'mongo4:27017', priority: 0 }    // 選出不可（コールドスタンバイ）
  ]
});

// === デフォルト：全読み書きがPrimaryで実行 ===
const user = await User.findById(userId);

// === セカンダリから読み取り（Primary負荷軽減）===
const products = await Product.find().read('secondary');

// === 読み取り設定オプション ===
await Product.find().read('primary');              // マスターノードのみ
await Product.find().read('primaryPreferred');     // プライマリ優先
await Product.find().read('secondary');            // スレーブノードのみ
await Product.find().read('secondaryPreferred');   // セカンダリ優先
await Product.find().read('nearest');              // 最も近いノード

# docker-compose.yml
version: '3.8'
services:
  mongo1:
    image: mongo:7.0
    command: mongod --replSet rs0 --port 27017
    ports:
      - "27017:27017"

  mongo2:
    image: mongo:7.0
    command: mongod --replSet rs0 --port 27017
    ports:
      - "27018:27017"

  mongo3:
    image: mongo:7.0
    command: mongod --replSet rs0 --port 27017
    ports:
      - "27019:27017"

// === レプリカセット初期化 ===
rs.initiate({
  _id: 'rs0',
  members: [
    { _id: 0, host: 'mongo1:27017' },
    { _id: 1, host: 'mongo2:27017' },
    { _id: 2, host: 'mongo3:27017' }
  ]
});

# === Primary停止をシミュレート ===
# mongo1コンテナをkill
docker stop mongo1

# === 自動選挙（30秒で完了）===
# mongo2またはmongo3が自動的にPrimaryに昇格

# === アプリ自動再接続（mongoose設定）===
mongoose.connect('mongodb://mongo1,mongo2,mongo3/shopdb?replicaSet=rs0');

# === 1. docker-compose.yml ===
# version: '3.8'
# services:
#   mongo1:
#     image: mongo:7.0
#     command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all --port 27017
#     ports: ["27017:27017"]
#     networks: [mongo-net]
#
#   mongo2:
#     image: mongo:7.0
#     command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all --port 27017
#     ports: ["27018:27017"]
#     networks: [mongo-net]
#
#   mongo3:
#     image: mongo:7.0
#     command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all --port 27017
#     ports: ["27019:27017"]
#     networks: [mongo-net]
#
# networks:
#   mongo-net:
#     driver: bridge

# 3ノード起動
docker-compose up -d

# === 2. レプリカセット初期化 ===
mongosh --port 27017 --eval '
  rs.initiate({
    _id: "rs0",
    members: [
      { _id: 0, host: "localhost:27017" },
      { _id: 1, host: "localhost:27018" },
      { _id: 2, host: "localhost:27019" }
    ]
  });
'

# === 3. レプリカセットステータス確認 ===
mongosh --port 27017 --eval 'rs.status();'
# 出力:
# {
#   set: 'rs0',
#   members: [
#     { name: 'localhost:27017', stateStr: 'PRIMARY' },
#     { name: 'localhost:27018', stateStr: 'SECONDARY' },
#     { name: 'localhost:27019', stateStr: 'SECONDARY' }
#   ]
# }

# === 4. テストデータ書き込み（自動的にSecondaryに複製）===
mongosh --port 27017 --eval '
  db.products.insertOne({ sku: "PHONE-001", title: "Smartphone X", price: 599 });
'

# === 5. データ複製を確認 ===
mongosh --port 27018 --eval '
  db.setSecondaryOk();  // Secondary読み取り許可
  db.products.findOne({ sku: "PHONE-001" });
'
# 同じドキュメントを返す、複製成功を証明

# === 6. フェイルオーバーテスト ===
# Primaryを停止
docker stop mongo1

# mongo2で確認
mongosh --port 27018 --eval 'rs.status();'
# 出力：mongo2が自動的にPRIMARYに昇格（30秒で完了）

# === 7. アプリ自動再接続（mongoose）===

// mongoose接続文字列は自動的に全ノードを発見
const mongoose = require('mongoose');
await mongoose.connect(
  'mongodb://localhost:27017,localhost:27018,localhost:27019/shopdb?replicaSet=rs0'
);

// Primary障害でも、アプリは自動的に新しいPrimaryに接続
const products = await Product.find();  // 自動リトライ、エラーなし

// === 8. 読み書き分離設定 ===
// 書き込み操作はPrimaryで完了
await Product.create({ sku: 'PHONE-002', title: 'Phone 2' });

// 読み取り操作はSecondaryで可能（Primary負荷軽減）
const products = await Product.find().read('secondaryPreferred');

// === 9. 障害ノード復旧 ===
docker start mongo1
# mongo1は自動的にSecondaryとしてレプリカセットに参加、Primaryからデータ同期開始

// シーン：ShopHubアプリケーションがレプリカセットに接続、自動フェイルオーバー付き
const mongoose = require('mongoose');

// レプリカセットメンバーを含む接続文字列
const uri = 'mongodb://mongo1:27017,mongo2:27017,mongo3:27017/shophub?' +
  'replicaSet=rs0&' +
  'readPreference=primaryPreferred&' +
  'w=majority&' +
  'maxPoolSize=50';

// リトライロジック付きで接続
async function connectWithRetry() {
  try {
    await mongoose.connect(uri, {
      serverSelectionTimeoutMS: 5000,
      heartbeatFrequencyMS: 10000,
      retryWrites: true,
      retryReads: true
    });

    console.log('レプリカセットに接続完了');

    // レプリカセットステータスを監視
    const admin = mongoose.connection.db.admin();
    const status = await admin.command({ replSetGetStatus: 1 });

    console.log('レプリカセットステータス:');
    status.members.forEach(m => {
      console.log(`  ${m.name}: ${m.stateStr} (health: ${m.health})`);
    });

    // 現在のPrimary
    const primary = status.members.find(m => m.stateStr === 'PRIMARY');
    console.log(`現在のPrimary: ${primary?.name}`);

  } catch (err) {
    console.error('接続失敗:', err.message);
    console.log('5秒後にリトライ...');
    setTimeout(connectWithRetry, 5000);
  }
}

// 接続イベント処理
mongoose.connection.on('disconnected', () => {
  console.log('MongoDBから切断');
});

mongoose.connection.on('reconnected', () => {
  console.log('MongoDBに再接続');
});

mongoose.connection.on('error', (err) => {
  console.error('MongoDB接続エラー:', err);
});

connectWithRetry();