面试题：Cassandra合并操作中常见的并发冲突场景及解决思路

Question

在Cassandra数据库的合并操作里，会出现哪些常见的并发冲突场景？针对这些场景，通常有哪些解决思路和方法来处理并发问题？

Answer 1

常见并发冲突场景

1. 写冲突：多个客户端同时尝试写入相同的数据分区时，可能导致数据覆盖或不一致。例如，不同的写操作对同一列的值进行更新，可能只有部分更新生效。
2. 读写冲突：当一个读操作正在读取数据时，另一个写操作同时修改了相同的数据，这可能导致读操作读到不一致的数据。比如，在读取一个复杂数据结构（如列表或映射）时，写操作对该结构进行了修改，读操作可能得到不完整或混乱的数据。
3. 墓碑冲突：在删除数据时，Cassandra使用墓碑标记已删除的数据。如果在墓碑存在的情况下进行写操作，可能会导致墓碑与新写入数据之间的冲突。例如，一个新的写操作试图恢复已删除的数据，但墓碑的存在可能阻止这种恢复。

解决思路和方法

1. 写冲突解决方法
   • 一致性级别：通过设置不同的一致性级别来控制写操作的行为。例如，使用ALL一致性级别，所有副本都必须确认写入成功，才能认为写操作成功，这可以确保数据一致性，但会降低写入性能。而ONE一致性级别只需要一个副本确认写入成功即可，性能较高，但可能存在数据不一致的风险。
   • 时间戳排序：Cassandra使用时间戳来确定数据的版本。较新的时间戳表示较新的数据，在发生冲突时，具有最新时间戳的数据将被保留。但这种方法需要确保客户端的时钟同步，否则可能导致错误的版本判断。
   • 合并策略：Cassandra提供了多种合并策略，如LeveledCompactionStrategy和SizeTieredCompactionStrategy。这些策略决定了如何将新写入的数据与现有数据合并，以减少冲突的发生。例如，LeveledCompactionStrategy按层级合并数据，有助于减少大文件的产生，提高查询性能。
2. 读写冲突解决方法
   • 读修复：当读取到不一致的数据时，Cassandra可以自动触发读修复机制。它会比较不同副本的数据，并将不一致的数据更新为最新版本。读修复可以在读取操作完成后异步进行，也可以在读取操作过程中同步进行，这取决于配置。
   • 隔离级别：类似于关系型数据库，Cassandra也可以通过设置隔离级别来控制读写冲突。例如，使用SERIAL隔离级别可以确保读操作在写操作完成后进行，从而避免读到不一致的数据，但这会增加读操作的延迟。
3. 墓碑冲突解决方法
   • 墓碑清理：Cassandra会定期清理墓碑。当墓碑的生存时间（TTL）到期后，相关的数据将被彻底删除，从而避免墓碑与新写入数据之间的冲突。
   • 墓碑合并：在合并数据时，Cassandra会处理墓碑与新写入数据之间的关系。如果新写入的数据与墓碑冲突，根据配置和时间戳等因素，决定是否保留新数据或继续保留墓碑。例如，如果新写入数据的时间戳比墓碑的时间戳更新，并且配置允许覆盖墓碑，那么新数据将被保留。