面试题：MongoDB分布式事务与跨文档一致性案例剖析

1. 事务协调机制

开启事务：在应用层，当用户发布带有位置信息的动态时，首先开启一个 MongoDB 分布式事务。通过使用 startTransaction() 方法来初始化事务。

const session = client.startSession();
session.startTransaction();

操作步骤：
- 用户位置更新：假设用户资料存储在 users 集合中，使用 updateOne 方法更新用户的位置信息。

await usersCollection.updateOne(
    { _id: userId },
    { $set: { location: newLocation } },
    { session }
);

- **动态插入**：将新发布的动态插入到 `posts` 集合中。

await postsCollection.insertOne(
    { userId, content, location, timestamp: new Date() },
    { session }
);

- **位置热度统计**：在 `locationStats` 集合中更新对应位置的热度计数。如果不存在该位置的文档，则插入新文档。

await locationStatsCollection.updateOne(
    { location: newLocation },
    { $inc: { popularity: 1 } },
    { upsert: true, session }
);

提交或回滚事务：
- 如果所有操作都成功，调用 commitTransaction() 方法提交事务。

await session.commitTransaction();

- 如果任何一步操作失败，捕获异常并调用 `abortTransaction()` 方法回滚事务，恢复到事务开始前的状态。

try {
    // 执行上述操作
    await session.commitTransaction();
} catch (error) {
    await session.abortTransaction();
    throw error;
} finally {
    session.endSession();
}

2. 故障处理

网络故障：
- 操作过程中网络中断：如果在事务操作过程中发生网络故障，MongoDB 会自动检测到连接问题。当网络恢复后，应用程序可以根据事务的状态进行处理。如果事务处于未完成状态，MongoDB 会自动回滚事务，确保数据一致性。应用程序在重新连接后，可以选择重新尝试整个事务操作。
节点故障：
- 参与事务的节点故障：MongoDB 的分布式事务依赖于副本集和仲裁节点。如果参与事务的某个节点发生故障，副本集会自动进行选举，选出新的主节点。只要大多数节点可用，事务就可以继续进行或回滚。如果故障节点是主节点，新的主节点会接管事务，根据日志信息恢复事务状态。如果故障导致数据丢失，MongoDB 会尝试从备份或其他副本中恢复数据，以确保事务的一致性。
应用程序故障：
- 应用程序崩溃：如果应用程序在事务执行过程中崩溃，当应用程序重新启动时，可以通过检查事务日志或记录事务状态的外部存储（如 Redis）来确定事务的当前状态。如果事务未完成，应用程序可以重新连接到 MongoDB 并尝试回滚或继续事务（如果可能）。

3. 性能考量

数据分布：合理规划数据在多个数据中心的分布，尽量将经常一起操作的数据放在同一数据中心或临近的数据中心，减少跨数据中心的网络传输延迟。例如，可以按照地理位置对用户数据进行分区，将同一地区的用户相关数据存储在该地区的数据中心。
索引优化：为 users 集合的 _id 字段、posts 集合的 userId 和 location 字段以及 locationStats 集合的 location 字段创建索引。这可以加快更新和插入操作的速度。

await usersCollection.createIndex({ _id: 1 });
await postsCollection.createIndex({ userId: 1, location: 1 });
await locationStatsCollection.createIndex({ location: 1 });

批量操作：虽然在事务中，但如果有多个类似的操作（如批量插入动态），可以将它们合并为一个批量操作，减少与 MongoDB 的交互次数，提高性能。
事务时长：尽量缩短事务的执行时间，避免长时间占用资源。可以通过优化业务逻辑、减少不必要的操作以及提前准备好所需数据等方式来实现。例如，在事务开始前，预先计算好位置热度更新的数值，而不是在事务中进行复杂的计算。
读隔离级别：根据业务需求合理选择读隔离级别。MongoDB 的分布式事务默认提供 snapshot 读隔离级别，它可以在保证数据一致性的同时，减少读操作与写操作之间的冲突，提高并发性能。如果业务对实时性要求不高，可以选择这种隔离级别以提升性能。

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面试题：MongoDB分布式事务与跨文档一致性案例剖析

知识考点

面试题答案

1. 事务协调机制

2. 故障处理

3. 性能考量