面试题答案
一键面试挑战对并发调度策略的影响
- 网络延迟
- 增加等待时间：网络延迟会导致消息传递的延迟，使得事务等待资源或确认的时间变长。这可能导致调度策略中原本设定的等待超时机制需要调整，否则可能误判为资源不可用而回滚事务。
- 影响调度顺序：由于网络延迟的不确定性，消息到达的顺序可能与预期不同。例如，一个事务请求锁的消息可能因为延迟而在另一个事务释放锁的消息之后到达，这就可能导致调度器做出错误的决策，破坏数据一致性。
- 降低并发效率：高网络延迟下，事务处理速度整体下降，系统并发处理能力受到限制。因为在等待网络响应的过程中，资源处于闲置状态，无法充分利用。
- 节点故障
- 数据丢失或不一致：如果正在处理事务的节点发生故障，未完成的事务可能导致数据处于不一致状态。例如，部分数据已经更新，但由于节点故障，其他节点无法得知该事务的最终状态，可能出现数据冲突。
- 调度中断：节点故障会中断正在该节点上执行的调度任务。调度器需要重新分配任务到其他可用节点，这涉及到状态恢复和任务重新规划，增加了调度的复杂性。
- 影响可用性：节点故障可能导致部分数据不可访问，从而影响整个分布式数据库的可用性。调度策略需要考虑如何在节点故障时快速切换到备用节点，保证系统的持续运行。
应对措施
- 改进调度算法
- 自适应调度算法：根据网络延迟和节点负载动态调整调度策略。例如，当检测到网络延迟较高时，适当减少并发事务的数量，避免过多事务因等待网络响应而阻塞。同时，根据节点的实时负载情况，合理分配任务，优先将任务分配到负载较低的节点，提高整体并发处理能力。
- 基于优先级的调度算法：为不同类型的事务分配不同的优先级。例如，对于对数据一致性要求极高的关键事务，给予较高优先级，优先调度执行。在网络延迟或节点故障的情况下，确保关键事务的顺利执行，减少对业务的影响。
- 引入分布式锁机制
- 基于租约的分布式锁：为锁设置租约时间，在租约有效期内，持有锁的节点可以安全地执行事务。即使在网络延迟或节点故障的情况下，租约到期后，锁自动释放，其他节点可以重新竞争锁，避免了因节点故障导致锁永远无法释放的问题。
- 分布式锁的分级管理：对于不同类型的数据或操作，设置不同级别的分布式锁。例如，对于全局共享数据，使用高级别的锁，确保数据一致性；对于局部数据，可以使用低级别锁，提高并发处理能力。通过分级管理，在保证数据一致性的前提下，尽量减少锁对并发性能的影响。
- 共识算法的应用
- Paxos或Raft算法：用于在分布式节点之间达成共识，确保数据的一致性。当有节点故障或网络延迟时，通过共识算法，其他节点可以快速选举出新的领导者，继续处理事务。例如，在Raft算法中，领导者负责协调数据复制和事务处理，即使领导者节点故障，其他节点可以快速选举出新的领导者，保证系统的正常运行。
- 结合共识算法与调度策略：将共识算法的结果作为调度决策的依据。例如，在决定是否提交一个事务时，等待所有参与节点通过共识算法达成一致。这样可以确保在分布式环境下，事务的提交是基于所有节点的共同认可，从而保证数据一致性。
在实际项目中，例如构建一个分布式电商订单处理系统，通过采用自适应调度算法，根据网络状况实时调整并发订单处理数量；引入基于租约的分布式锁，保证库存数据的一致性；结合Raft共识算法，确保订单数据在多个节点之间的同步和一致性，有效应对了网络延迟和节点故障等挑战，实现了高并发处理能力和数据一致性。