面试题：Cassandra中提交日志如何保障数据持久化的基本一致性

Question

在Cassandra数据持久化过程中，提交日志扮演着保障基本一致性的重要角色。请阐述提交日志是怎样确保数据在节点故障等异常情况下，仍能维持一定程度的一致性的？

Answer 1

1. 写入过程：
   • 当客户端向Cassandra节点写入数据时，数据首先被写入提交日志（Commit Log），然后才会写入Memtable。提交日志是一个顺序写入的日志文件，这种顺序写入的方式效率较高。例如，假设客户端要写入一条用户信息数据，此数据会立即被追加到提交日志文件末尾。
2. 故障恢复机制：
   • 节点故障场景：如果在数据还未从Memtable刷写到SSTable（Sorted String Table，持久化存储文件）时节点发生故障，当节点重启后，Cassandra会利用提交日志来恢复未持久化的数据。因为提交日志记录了所有未完成持久化操作的数据写入。例如，节点在写入10条数据到Memtable但还未刷写时故障，重启后可依据提交日志重放这10条数据写入操作。
   • 数据一致性保障：提交日志确保了即使在节点故障时，已经成功写入提交日志的数据不会丢失。这就维持了数据的基本一致性，因为其他节点不会看到部分写入的状态。比如，在一个多节点的Cassandra集群中，若某个节点写入数据未完成持久化就故障，其他节点不会感知到这个不完整的写入，当故障节点恢复后通过提交日志恢复数据，从而保证了整个集群数据的一致性状态。
3. 提交日志轮转与清理：
   • 为防止提交日志无限增长，Cassandra会进行日志轮转。当提交日志达到一定大小或者经过一定时间后，会创建新的提交日志文件。旧的提交日志文件在其中的数据成功刷写到SSTable后会被清理。例如，当一个提交日志文件达到1GB大小时，系统会创建新的提交日志文件继续写入，同时在旧文件数据成功持久化到SSTable后将其删除，这样既能持续保障数据一致性，又能合理管理存储资源。