面试题：CouchDB冲突解决在复杂业务场景下的定制方案

Question

在一个金融交易系统中使用CouchDB，每笔交易记录作为文档存储。交易涉及多种状态变化，如创建、确认、取消等，不同操作可能并发进行，导致冲突。请设计一套定制化的CouchDB冲突解决方案，确保交易数据的完整性和一致性，并详细说明方案的实现原理和关键步骤。

Answer 1

方案设计思路

1. 使用修订版本控制：CouchDB 本身基于文档的修订版本进行冲突检测与解决。每一个文档都有一个 _rev 字段，每次文档更新时，该字段值会改变。利用这个特性，我们可以在应用层对修订版本进行更精细的控制。
2. 引入事务处理机制：由于 CouchDB 本身没有传统数据库那样的事务机制，我们可以通过在应用层模拟事务来确保一系列操作要么全部成功，要么全部失败。

实现原理

1. 版本号比较与冲突检测：当多个并发操作尝试更新同一交易记录文档时，CouchDB 会检测到冲突。我们在应用层代码中，每次读取文档时，记录下 _rev 值。在更新文档时，将当前记录的 _rev 值与数据库中最新的 _rev 值进行比较。如果不一致，说明有其他操作先更新了文档，此时需要重新读取最新文档并重新执行更新操作。
2. 应用层事务模拟：将一个完整的交易流程（如从创建到确认）看作一个事务。在开始事务时，记录当前所有相关文档的 _rev 值。然后依次执行每个操作，每次操作后检查 _rev 值是否改变。如果在操作过程中 _rev 值改变，说明有冲突发生，回滚之前的操作，并重新开始整个事务。

关键步骤

1. 读取文档

   // 假设使用 libcouchdb 库读取文档
   couchdoc_t *doc = couch_get_doc(couch, "database_name", "transaction_id", NULL);
   const char *current_rev = couchdoc_get_rev(doc);
   

2. 事务开始
   • 记录所有相关文档的初始 _rev 值。
   • 例如，对于一个涉及多个账户的交易，记录每个账户文档的 _rev。
3. 执行操作
   • 以创建交易记录为例：

   // 创建新的交易文档数据
   couchdoc_t *new_transaction_doc = couchdoc_create("transaction_id");
   couchdoc_set_value(new_transaction_doc, "status", "created");
   // 保存文档并获取新的 _rev
   couchdoc_t *saved_doc = couch_put_doc(couch, "database_name", new_transaction_doc, current_rev, NULL);
   const char *new_rev = couchdoc_get_rev(saved_doc);
   

4. 冲突检测与处理
   • 如果 new_rev 与预期的 _rev 不一致，说明发生冲突。
   • 重新读取最新文档：

   couchdoc_free(saved_doc);
   doc = couch_get_doc(couch, "database_name", "transaction_id", NULL);
   current_rev = couchdoc_get_rev(doc);
   // 回滚之前的操作（如果有多个步骤且之前步骤有副作用）
   // 重新开始整个事务
   

5. 事务提交
   • 当所有操作完成且没有冲突发生时，事务成功提交。此时，交易记录的状态已经按预期改变，并且数据完整性和一致性得到保证。