Mongodump是MongoDB官方的逻辑备份工具，本文将介绍其archive（归档）模式的相关原理。
archive模式
使用archive输出的话，mongodump会将各个集合的数据进行一个混合，最后输出到一个文件里。这样有两个好处：
- 方便进行网络传输。
- 方便和其他工具配合使用如直接作为mongorestore的输入。
Mongodump的archive模式的实现支持多个集合并发进行dump，通常来说要实现并发就很难做到输出到一个文件中，我们来看下它是怎么做的。
流程
Mongodump使用go写的，因此大量使用了goroutine。主要需要关注两类goroutine，一类是dump数据的（可指定并行度即goroutine个数）Backup goroutine，还有一个则是混合各集合数据并真正输出到归档文件的Multiplexer goroutine。如下图所示：
初始
这个Multiplexer goroutine主要通过一个select调用来通过channel接收backup goroutine过来的数据。它被设计成可以动态添加和删除select的channel，初始化时会有一个control channel用于接收需要监听哪些channel。当一个backup goroutine开始准备对某个集合进行备份时，它会创建3个channel：一个用于发送集合数据给Multiplexer goroutine的writeChan、一个用于从Multiplexer goroutine接收写成功数据长度的writeLenChan，还有一个用于从Multiplexer goroutine接收集合dump完毕信号的writeCloseFinishedChan。除了这3个channel之外，它还会创建一个16MB大小的buf。它把这些数据封装在一个MuxIn数据结构里，通过control channel发送给Multiplexer goroutine。
当Multiplexer goroutine启动后就不停的执行select()，当它从control channel收到MuxIn数据结构时，就会将其中的writeChan添加到select的channel中，并将这个MuxIn保存在自己的数组中。然后下一轮循环就会开始监听control channel和这个writeChan。
dump过程
每个Backup goroutine开始干活时，它一边从mongodb dump数据，一边将数据通过writeChan发送给Multiplexer goroutine。这是一个典型的生产者消费者模型，为了不让消费者的磁盘I/O影响到生产者（从mongodb读数据），它又起了一个Dump goroutine，通过一个buffChan来传输数据，顺便在这个goroutine中处理退出信号（主goroutine起了一个信号处理goroutine用于捕获SIGTERM、SIGINT和SIGHUP，再通过一个termChan和其他goroutine通信），当接收到退出信号时，关闭buffChan并退出。
Backup goroutine的buf收满之后，就将数据通过writeChan发送给Multiplexer goroutine，并等待从writeLenChan接收数据，如果返回的写成功的数据长度和buf的数据长度不一致 ，则返回失败。
Multiplexer goroutine从writeChan收到数据，将数据写入归档文件。由于同时可能有多个Backup goroutine在工作，因此需要对数据进行混合。这里主要是按集合进行分条（slice）处理，每个条有一个header、body和一个terminator。Header就是集合的Namespace（db和集合名），body是集合的数据，terminator是一个4字节的结束标记。另外每个集合的最后一条之后还有一个标明集合结束的EOF条。Multiplexer goroutine会维护一个当前正在处理的集合名，如果发生集合数据交叉，会结束当前条（写入一个terminator），然后另起一个新的条（写入一个新的header）。写完数据后，会将这次写成功的数据通过writeLenChan发送给Backup goroutine。归档文件的物理格式如下图所示：
结束
Backup goroutine针对某个集合dump结束时，会依次关闭writeChan、writeLenChan，然后等待从writeCloseFinishedChan接收数据。Multiplexer goroutine感知到writeChan关闭时，发送数据给writeCloseFinishedChan，然后往当前条写入条结束标记以及EOF条。这里之所以要有一个writeCloseFinishedChan是为了避免Multiplexer goroutine的control channel比writeChan先关闭。如果control channel关闭了，那就会结束整个dump过程。Backup goroutine从writeCloseFinishedChan接收到数据返回后又可以处理下一个集合，直到所有集合处理完毕。
Goroutine们何时退出
主goroutine在创建Backup goroutine时会创建一个resultChan。当Backup goroutine发现所有集合都dump完毕时，或者在dump过程中遇到错误时，都会往resultChan发送数据并退出。当主goroutine从resultChan接收到每个Backup goroutine发送的数据时，或者收到某个Backup goroutine发送的错误，就会返回。当主goroutine干完所有事情返回时，它会关闭Multiplexer goroutine的control channel，这样Multiplexer goroutine就可以退出了。
结语
Mongodump通过这种架构实现了输出到一个归档文件兼顾支持并发的需求，可以作为一个参考。