面试题：HBase同步复制的并发处理与数据一致性如何权衡

Question

在HBase同步复制设计中，既要保证并发处理能力以提高系统性能，又要确保数据的一致性。请详细阐述在设计同步复制方案时，如何在并发处理和数据一致性之间进行权衡？列举至少两种方法，并分析它们的优缺点。

Answer 1

方法一：基于 WAL （Write-Ahead Log） 的同步复制

1. 实现方式：主集群在写入数据时，同时将 WAL 日志发送到从集群。从集群通过重放 WAL 日志来同步数据。
2. 优点：
   • 保证数据一致性：通过重放相同的 WAL 日志，能确保主从集群数据的一致性，因为 WAL 记录了完整的写入顺序和操作细节。
   • 并发性能较好：主集群的写入操作不需要等待从集群完全同步完成数据，只要 WAL 日志发送成功即可返回，提高了主集群的并发写入能力。
3. 缺点：
   • 潜在的数据丢失风险：虽然 WAL 日志发送成功主集群就返回，但如果从集群在重放 WAL 日志过程中出现故障，可能导致部分数据未同步成功，存在数据不一致的短暂窗口。
   • 增加网络开销：需要不断地在主从集群间传输 WAL 日志，对于网络带宽要求较高，特别是在写入频繁的场景下。

方法二：两阶段提交（Two - Phase Commit，2PC）

1. 实现方式：在写入数据时，主集群首先向所有从集群发送预提交请求。所有从集群回复准备好后，主集群再发送提交请求，从集群完成提交操作。
2. 优点：
   • 强数据一致性：确保所有参与的节点（主从集群）要么都提交数据，要么都不提交，保证了数据在各个节点的一致性。
   • 清晰的一致性模型：逻辑相对简单，一致性模型明确，便于理解和维护。
3. 缺点：
   • 并发性能低：主集群需要等待所有从集群回复预提交请求后才能进行下一步操作，期间主集群处于阻塞状态，大大降低了系统的并发处理能力，尤其是在从集群数量较多或网络延迟较大的情况下。
   • 单点故障问题：主集群在 2PC 过程中扮演协调者角色，如果主集群出现故障，整个同步复制过程可能会陷入阻塞，影响数据一致性和系统可用性。