面试题：CouchDB多节点复制故障时的数据一致性保障策略

Question

当CouchDB多节点复制过程中出现故障，可能会影响数据一致性。请详细阐述如何在故障恢复过程中，采取有效措施保障数据的一致性，包括但不限于冲突处理机制及相关的配置调整。

Answer 1

1. 冲突处理机制
   • 手动解决：
     • CouchDB在发生冲突时，会在文档中添加_conflicts字段，列出冲突版本的_rev。开发人员可以通过API获取这些冲突文档，手动分析每个版本，根据业务逻辑选择保留或合并合适的版本。例如，对于订单文档，若一个版本增加了商品数量，另一个版本修改了收货地址，可根据业务规则确定最终版本。
   • 自动合并策略：
     • 利用CouchDB的_design文档中的update函数实现自动合并。例如，对于简单的数值类型字段（如计数器），可以在update函数中定义逻辑为将冲突版本的数值相加。代码示例如下：

function(doc, req) {
  var new_doc = JSON.parse(req.body);
  if (doc.counter) {
    new_doc.counter = doc.counter + new_doc.counter;
  }
  return [new_doc, 'Document updated with merged counter'];
}

2. 配置调整
   • 调整复制频率：
     • 在故障恢复时，可适当降低复制频率，避免因网络不稳定等问题导致更多冲突。在CouchDB的配置文件（如local.ini）中，找到replication相关配置项，例如[replication]下的max_connections可设置同时进行的最大复制连接数，将其适当降低，如从默认的5改为2。同时，replication_interval可设置复制的时间间隔，可适当延长，比如从默认的60秒延长到120秒。
   • 设置冲突解决策略：
     • 通过配置CouchDB的冲突解决策略为last_write_wins（默认）或自定义策略。在local.ini文件中，[httpd_db_handlers]下的_conflicts可设置冲突处理的方式。若选择last_write_wins，则最新写入的版本将被保留。例如：

[httpd_db_handlers]
_conflicts = {couch_httpd_conflicts, handle_conflicts, <<"last_write_wins">>}

• 增强日志记录：
  • 开启详细的日志记录，以便更好地追踪故障和冲突。在local.ini文件中，修改[log]部分的配置，将level设置为debug，这样可以记录更多关于复制过程、冲突发生等详细信息。例如：

[log]
level = debug

3. 数据验证与修复
   • 定期数据验证：
     • 利用CouchDB的_validate_doc_update函数，在文档更新时进行数据一致性验证。例如，验证文档中的关联字段是否存在且有效。代码示例如下：

function(newDoc, oldDoc, userCtx, secObj) {
  if (newDoc.related_doc_id) {
    var related_doc = getDoc('your_database_name', newDoc.related_doc_id);
    if (!related_doc) {
      throw({forbidden: 'Related document does not exist'});
    }
  }
}

• 修复工具：
  • 可以开发自定义的修复工具，通过CouchDB的API遍历所有文档，检查_conflicts字段，根据预设的规则进行数据修复。例如，使用Python的couchdb库编写脚本，遍历数据库中的所有文档，对存在冲突的文档调用上述提到的手动或自动冲突解决方法进行修复。

import couchdb

server = couchdb.Server('http://localhost:5984')
db = server['your_database_name']

for doc in db:
    doc_obj = db.get(doc)
    if '_conflicts' in doc_obj:
        # 调用冲突解决逻辑
        pass