面试题：Cassandra CQL事务处理中的一致性问题

Question

在Cassandra CQL的事务处理应用中，一致性级别如何影响数据的读写操作？请举例说明不同一致性级别下可能出现的情况。

Answer 1

一致性级别对数据读写操作的影响

1. 读操作：
   • ALL：Cassandra会等待集群中所有副本确认读取操作。这确保了读取到的是最新的数据，但代价是性能较低，因为要等待所有副本响应。例如，在一个有3个副本的集群中，即使其中1个副本出现故障，读操作也会等待，直到该副本恢复或被排除（通过调整相关配置），否则读操作将失败。
   • QUORUM：Cassandra会等待超过一半的副本（N/2 + 1，N为副本数）确认读取操作。在一个3副本的集群中，只要2个副本确认即可返回数据。这种情况下，能在一定程度上保证数据的一致性，但可能会读到较旧的数据版本，因为有可能一个较新写入的副本未包含在响应的副本集中。
   • ONE：Cassandra只需要等待任意一个副本确认读取操作。这是最快的读操作级别，但一致性最弱，可能读到非常旧的数据版本，因为可能读取的副本是未及时更新的。比如，某个副本由于网络问题长时间未同步新数据，而恰好读取到了这个副本的数据。
2. 写操作：
   • ALL：Cassandra会等待所有副本确认写入操作完成。这提供了最高级别的数据一致性，所有副本数据保持一致，但写入性能最差。例如，在3副本集群中，若有1个副本写入失败，整个写入操作将失败，直到该副本恢复正常并重新写入成功。
   • QUORUM：Cassandra会等待超过一半的副本确认写入操作。在3副本集群中，2个副本写入成功，写入操作就被认为成功。但可能存在部分副本未及时写入的情况，导致短时间内数据不一致。
   • ONE：Cassandra只需要等待一个副本确认写入操作。这是最快的写入级别，但一致性最差，可能存在大量副本数据未更新的情况。比如，写入操作只成功到一个副本，其他副本由于网络等原因未同步，就会造成数据不一致。

不同一致性级别下可能出现的情况举例

1. 读操作：
   • 场景：假设有一个3副本的Cassandra集群，数据A被写入。
   • 一致性级别为ALL：读操作会等待所有3个副本确认，若其中1个副本故障，读操作等待直到副本恢复或采取其他措施（如调整副本策略），否则失败，确保读到最新数据。
   • 一致性级别为QUORUM：读操作等待2个副本确认即可返回数据。若一个副本写入延迟，而另外2个副本响应，读操作可能读到未包含最新写入的旧版本数据。
   • 一致性级别为ONE：读操作只要有1个副本响应就返回数据，可能读到很久以前的旧版本数据，若恰好读取到未及时更新的副本。
2. 写操作：
   • 场景：向3副本集群写入数据B。
   • 一致性级别为ALL：所有3个副本都写入成功，写入操作才成功。若有1个副本故障，写入操作失败，直到副本恢复并成功写入。
   • 一致性级别为QUORUM：只要2个副本写入成功，写入操作成功。但可能存在1个副本未及时写入，导致短时间数据不一致。
   • 一致性级别为ONE：只要1个副本写入成功，写入操作成功。可能存在2个副本未及时更新，造成数据严重不一致。