面试题：HBase Minibase存储引擎如何实现基本的并发处理

Question

请阐述HBase Minibase存储引擎在面对多用户并发读写操作时，采用了哪些机制来保证数据的一致性和并发处理能力，例如锁机制、读写分离策略等方面进行说明。

Answer 1

锁机制

1. 行级锁：HBase Minibase 采用行级锁，在进行读写操作时，锁的粒度精确到行。这样在多用户并发场景下，不同用户对不同行的操作可以并行进行，极大减少了锁争用。比如，用户 A 对行 1 进行写操作加锁，用户 B 可同时对行 2 进行读写操作，不会被用户 A 的锁影响。
2. 乐观锁：在某些场景下使用乐观锁机制。在数据读取时不锁定数据，在写入时检查数据是否在读取后被其他事务修改。如果未被修改则写入成功，否则回滚操作并重试。这适用于读多写少的场景，可提升并发度。

读写分离策略

1. 读从写主：HBase 架构中，数据写入主要发生在 RegionServer 的 MemStore 中，而读操作可以从 MemStore 和 StoreFile（HFile）中获取数据。对于高并发读场景，HBase 会将读请求分发到多个 RegionServer 上，以减轻单个节点压力。同时，通过缓存机制（如 BlockCache），将热点数据缓存在内存中，加速读操作。例如，频繁读取的某一行数据，首次读取后会被缓存，后续读请求可直接从缓存获取。
2. 数据复制：HBase 通过数据复制到多个 RegionServer 副本，在写操作时，会将数据同步到多个副本。读操作可以从这些副本中选择负载较低的节点进行读取，提高并发读能力，并保证数据一致性。比如，有三个 RegionServer 副本，读请求可根据负载均衡算法选择其中一个副本读取数据。

WAL（Write - Ahead Log）机制

1. 数据持久化保证：在进行写操作时，数据首先会被写入 WAL 日志。这确保了即使系统崩溃，已写入 WAL 的数据不会丢失。在恢复时，通过重放 WAL 日志来恢复未持久化到磁盘的数据。例如，某一时刻 RegionServer 突然宕机，重启后可依据 WAL 日志恢复宕机前未持久化的数据，保证数据一致性。
2. 并发写支持：WAL 采用顺序写的方式，极大提高了写性能，并且在多用户并发写时，每个 RegionServer 都有自己的 WAL，避免了 WAL 成为写操作的瓶颈，从而支持高并发写操作。

数据版本控制

1. 多版本数据存储：HBase Minibase 支持多版本数据存储，每个单元格（Cell）可以存储多个版本的数据。在写入新数据时，会为其分配一个新的时间戳作为版本号。读操作可以指定读取特定版本的数据，或者按照时间戳顺序读取最新或历史版本的数据。这种机制在一些需要保留历史数据的场景下，如数据审计等，保证了数据的一致性和完整性。例如，银行账户交易记录，不同时间的交易记录作为不同版本存储，可随时查询历史交易。