面试题：MongoDB事务认证机制的基本原理

Question

请阐述MongoDB事务认证机制中，如何确保多个操作的原子性和一致性，以及其认证流程是怎样的？

Answer 1

确保多个操作原子性和一致性

1. 多文档事务：
   • MongoDB 4.0 及以上版本支持多文档事务。在事务中，所有操作要么全部成功提交，要么全部回滚。例如，在一个银行转账事务中，从账户A扣除金额和向账户B增加金额这两个操作会被作为一个事务处理。如果向账户B增加金额失败，那么从账户A扣除金额的操作也会回滚，保证数据的一致性。
   • 事务通过使用两阶段提交（2PC）协议来实现原子性和一致性。在第一阶段（准备阶段），MongoDB会检查事务中的所有操作是否可以执行，每个参与的副本集节点会对操作进行预评估。如果所有节点都准备好，进入第二阶段（提交阶段），所有操作会被持久化，从而确保原子性和一致性。
2. 隔离级别：
   • MongoDB 支持可重复读（Repeatable Read）隔离级别。在一个事务中，多次读取相同的数据，会返回相同的结果，即使在事务执行期间其他事务修改了该数据。这有助于保证事务内数据的一致性。例如，在一个报表生成事务中，在事务执行过程中读取的数据不会因为其他并发事务的修改而改变，确保报表数据的准确性。

认证流程

1. 客户端发起请求：
   • 客户端向MongoDB服务器发送带有认证信息（如用户名、密码等）的连接请求。例如，使用MongoDB的官方驱动程序连接时，会在连接字符串中指定用户名和密码等认证参数。
2. 服务器验证：
   • MongoDB服务器接收到请求后，会根据配置的认证机制（如SCRAM - SHA - 1、SCRAM - SHA - 256等）对客户端提供的认证信息进行验证。服务器会查询存储用户信息的系统集合（如admin.system.users），核对用户名和密码等信息是否匹配。
3. 认证成功或失败处理：
   • 如果认证成功，服务器会为客户端分配一个会话，客户端后续的操作可以在该会话下进行。如果认证失败，服务器会返回错误信息，客户端连接失败，无法执行后续的数据库操作。