面试题：Neo4j节点联系构建并发处理中的锁机制

Question

在Neo4j中进行节点联系构建时，并发操作可能会引发数据一致性问题。请阐述Neo4j通常采用什么锁机制来保证并发环境下节点联系构建的正确性，并举例说明在高并发场景中可能出现的竞争情况以及如何利用锁机制解决。

Answer 1

Neo4j的锁机制

Neo4j采用细粒度的锁机制来保证并发环境下数据的一致性。具体包括：

1. 节点锁：对单个节点进行锁定，阻止其他事务对该节点进行修改。
2. 关系锁：针对关系进行锁定，确保关系相关操作的原子性。
3. 数据库级锁：在特殊情况下，会使用数据库级别的锁来保证整个数据库操作的一致性，但这种情况较少，因为细粒度锁已经能满足大多数并发需求。

高并发场景中的竞争情况举例

假设在一个社交网络应用中，多个用户同时尝试添加好友关系（即构建节点之间的联系）。假设有用户A和用户B，同时有两个事务T1和T2：

• 事务T1：尝试在用户A和用户C之间建立好友关系。
• 事务T2：尝试在用户B和用户C之间建立好友关系。

如果没有锁机制，可能会出现以下竞争情况：

1. 脏读：T1读取了用户C的当前好友列表，准备添加A，但在T1提交之前，T2也读取了用户C的好友列表（此时还没有A），然后T1和T2都完成添加操作，导致用户C的好友列表出现重复添加或者数据不一致。
2. 丢失更新：T1和T2同时读取用户C的好友列表，T1添加A后准备提交，T2添加B后也准备提交。如果没有锁控制，T2的提交可能会覆盖T1的提交，导致A与C的好友关系丢失。

利用锁机制解决竞争情况

1. 使用节点锁：当T1尝试在用户A和用户C之间建立关系时，它首先获取用户A和用户C的节点锁。同样，T2在尝试建立用户B和用户C的关系时，也需要获取用户B和用户C的节点锁。由于T1已经获取了用户C的节点锁，T2在获取用户C的节点锁时会被阻塞，直到T1释放锁（即T1提交或回滚事务）。这样就保证了在同一时间只有一个事务可以对用户C的好友关系进行修改，从而避免了脏读和丢失更新问题。

示例代码（以Cypher语言为例）：

// 事务T1
START TRANSACTION;
MATCH (a:User {name: 'A'}), (c:User {name: 'C'})
// 获取节点锁，这里隐式获取了a和c节点锁
CREATE (a)-[:FRIEND_WITH]->(c);
COMMIT;

// 事务T2
START TRANSACTION;
MATCH (b:User {name: 'B'}), (c:User {name: 'C'})
// 获取节点锁，由于c节点已被T1锁定，T2会等待
CREATE (b)-[:FRIEND_WITH]->(c);
COMMIT;

通过这种细粒度的锁机制，Neo4j能够有效地在高并发环境下保证节点联系构建的正确性。