面试题：CouchDB本地一致性动态调整方法中的关键机制

Question

请阐述CouchDB本地一致性动态调整方法中的主要机制，比如涉及到哪些核心的数据结构以及它们是如何协同工作来实现动态调整本地一致性的？

Answer 1

核心数据结构

1. 文档（Document）：CouchDB以文档为基本存储单元，每个文档是一个自包含的JSON对象。文档包含了应用程序的数据以及相关元数据，如_id（唯一标识）和_rev（版本号）。这些文档是一致性调整操作的基础对象，不同版本的文档在一致性调整过程中会被处理和比较。
2. 修订图（Revision Graph）：这是CouchDB用于跟踪文档版本历史的数据结构。每个文档都有一个修订图，图中的节点表示文档的不同修订版本，边表示版本之间的父子关系。修订图记录了文档的变更历史，通过它可以清晰地了解文档是如何从一个版本演进到另一个版本的，在一致性调整时用于追溯和合并不同分支的修订。
3. 冲突解决队列（Conflict Resolution Queue）：当多个并发更新导致文档冲突时，相关的冲突版本会被放入冲突解决队列。这个队列存储了需要进行一致性处理的冲突文档版本信息，等待系统按照一定策略进行处理，以确定最终的一致版本。

协同工作机制实现动态调整本地一致性

1. 更新操作：当一个客户端对文档进行更新时，CouchDB会为该文档创建一个新的修订版本。新修订版本在修订图中作为当前最新版本的子节点添加。同时，系统会检查是否有其他并发更新操作。如果没有冲突，新修订版本将成为文档的最新版本。
2. 冲突检测：如果存在并发更新，即多个客户端同时对同一文档进行修改，CouchDB会检测到冲突。此时，不同客户端产生的修订版本会在修订图中形成不同分支，并且这些冲突的修订版本会被放入冲突解决队列。
3. 冲突解决策略：从冲突解决队列中取出冲突的文档版本，CouchDB可以采用不同的策略进行解决。一种常见策略是基于时间戳，选择最新时间戳的修订版本作为最终版本。另一种策略是手动解决，即由用户或应用程序明确指定保留哪个版本。在解决冲突过程中，修订图会被更新，将选定的最终版本整合到主分支上，其他冲突版本可能会被标记为废弃或保留用于历史记录。
4. 复制与同步：在多节点环境下，CouchDB通过复制机制实现数据同步。每个节点维护自己的本地数据副本，并与其他节点交换数据。在复制过程中，同样会涉及到冲突检测与解决。当从其他节点接收到新的文档修订版本时，本地节点会根据修订图和冲突解决策略，将新修订版本合并到本地副本中，确保本地数据的一致性。通过这种持续的更新、检测、解决冲突以及复制同步过程，CouchDB实现了本地一致性的动态调整。