面试题答案
一键面试1. 锁定机制
- 节点和关系锁：Neo4j在事务执行过程中，会对涉及到的节点和关系加锁。例如，当一个事务要修改某个节点的属性时，它会获取该节点的独占锁。这样，其他并发事务在尝试修改同一节点时，就必须等待锁的释放。这有效防止了多个事务同时修改同一数据导致的数据不一致。比如，一个事务T1正在更新节点A的属性，此时另一个事务T2尝试更新节点A，T2就会被阻塞，直到T1提交或回滚事务并释放锁。
- 读写锁：Neo4j采用读写锁来管理对数据的读和写操作。读操作可以并发执行，因为它们不会修改数据，不会产生数据不一致问题。当有写操作时，会获取独占写锁，阻止其他读写操作，确保写操作的原子性和一致性。例如，多个事务可以同时读取节点数据，但如果一个事务要写入数据，就会独占该数据的锁，其他事务只能等待。
2. 原子性和持久性
- 原子性：Neo4j的事务具有原子性，即事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。如果在事务执行过程中出现错误，例如某个Cypher查询执行失败，整个事务会回滚，所有已执行的操作都被撤销，数据恢复到事务开始前的状态。这保证了数据不会因为部分操作成功部分失败而处于不一致的状态。比如，一个事务包含创建节点、建立关系和更新节点属性三个操作，如果更新节点属性操作失败，前面创建节点和建立关系的操作也会被撤销。
- 持久性：一旦事务提交成功，其对数据库的修改就会持久化存储。Neo4j使用预写式日志（Write - Ahead Logging，WAL）来实现持久性。在事务执行过程中，所有的修改操作都会先记录到日志文件中。当事务提交时，日志会被持久化到磁盘，确保即使系统崩溃，已提交的事务数据不会丢失，从而保证了数据的一致性。例如，系统在事务提交后但还未将数据完全写入磁盘时崩溃，重启后可以根据WAL日志恢复已提交事务对数据的修改。
3. 多版本并发控制（MVCC）
- 版本号管理：Neo4j使用多版本并发控制机制，为每个数据对象维护多个版本。每个事务在开始时，会获得一个时间戳，这个时间戳决定了它能看到的数据版本。读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作。例如，事务T1在时间戳t1开始，它看到的数据版本是t1时刻的数据状态。在T1执行过程中，事务T2对数据进行了修改并提交，生成了新的数据版本，但T1仍然看到的是t1时刻的版本，不受T2修改的影响。当T1提交时，它会检查数据版本，如果期间数据被其他事务修改，T1可能会失败并需要重新执行，以此保证数据的一致性。
- 快照隔离：MVCC机制实现了快照隔离，每个事务在开始时创建一个数据的快照。在事务执行过程中，读操作基于这个快照进行，所以不会看到其他并发事务未提交的修改。这避免了脏读问题，同时保证了并发事务之间的数据一致性。例如，事务T3读取数据时，基于它开始时创建的快照，即使此时有其他事务正在对数据进行修改，T3读取到的数据也是快照中的数据，不会受到未提交修改的干扰。
4. 一致性检查点
- 定期检查点：Neo4j会定期创建一致性检查点。在检查点过程中，数据库会将内存中的修改刷新到磁盘，并记录当前的事务日志位置。这确保了系统在崩溃后能够快速恢复到一个一致的状态。例如，当系统崩溃后重启，Neo4j可以从最近的检查点开始重放事务日志，快速恢复到崩溃前的状态，保证数据的一致性。
- 恢复机制：基于检查点和事务日志，Neo4j在恢复过程中可以识别出哪些事务已经提交，哪些事务未提交。对于已提交的事务，重新应用其修改；对于未提交的事务，撤销其部分完成的操作，从而保证数据库在重启后的数据一致性。例如，如果在检查点之后有两个事务T4和T5，T4已提交，T5未提交，重启时会重新应用T4的修改并撤销T5的操作。