面试题：CouchDB 离线优先模式下处理复杂网络拓扑变化

Question

假设在使用 CouchDB 构建的系统处于一个复杂网络拓扑环境，比如经常存在多个子网切换、网络节点动态加入和离开的情况，且要求离线优先。阐述如何设计网络连接管理机制，以确保数据的可靠同步与系统的稳定运行，说明涉及到的关键技术点及相关的 CouchDB 特性运用。

Answer 1

网络连接管理机制设计

1. 检测网络状态：利用操作系统提供的网络状态检测接口（如在Node.js中可使用os.networkInterfaces()获取网络接口信息，结合ping等命令检测网络连通性），定时或实时监测网络连接状态，包括子网切换、节点的加入和离开。
2. 缓存数据：在离线状态下，将数据存储在本地缓存中。可以使用IndexedDB（在Web应用场景）或SQLite（跨平台通用）等本地存储技术。每当有数据更新或新数据产生时，先写入本地缓存。
3. 连接恢复策略：当网络连接恢复时，系统首先识别当前子网环境及可用节点。根据缓存数据的时间戳或版本号，按顺序将本地缓存的数据同步到CouchDB服务器。

关键技术点

1. 数据版本控制：使用CouchDB的修订版本号（_rev）来处理冲突。在同步数据时，CouchDB会比较本地和服务器端数据的_rev，如果版本不一致，通过预定义的冲突解决策略（如以最新修改为准、手动合并等）进行处理。
2. 双向同步：采用类似PouchDB提供的双向同步机制，确保本地和服务器端数据保持一致。在网络连接正常时，数据变化能实时同步到服务器；离线期间的数据变化在网络恢复后也能正确同步。
3. 动态节点发现：利用服务发现协议（如mDNS、Zeroconf）来动态发现新加入的网络节点，并更新网络拓扑信息。对于离开的节点，及时从拓扑中移除，避免无效连接尝试。

CouchDB特性运用

1. 复制功能：CouchDB的复制特性允许在不同数据库实例（本地与服务器端）之间同步数据。通过配置复制任务，可实现单向或双向的数据同步，确保离线期间的数据在网络恢复后能顺利同步到服务器。
2. 文档冲突处理：CouchDB内置的文档冲突处理机制能有效处理多个副本间的数据冲突。系统设计时可充分利用这一特性，结合业务需求制定合理的冲突解决策略，保障数据的一致性。