面试题：ElasticSearch 复杂数据集加载与数据一致性保证

Question

假设你要加载的数据集具有复杂的关联关系，且在加载过程中需要保证数据的一致性。例如，某些文档之间存在父子关系，部分数据需要跨多个索引存储。请设计一套完整的加载方案，并说明如何确保数据一致性，同时分析可能遇到的问题及应对措施。

Answer 1

加载方案设计

1. 数据建模：
   • 针对具有父子关系的文档，采用树状结构进行建模。例如，在数据库中可以使用邻接表模型，每个文档记录包含自身标识、父文档标识等字段。对于跨多个索引存储的数据，明确每个索引所负责的数据部分及其关联关系。
   • 例如，假设有文章（Article）和评论（Comment），文章是父，评论是子，在数据库表中，评论表有一个字段article_id指向对应的文章记录。
2. 加载流程：
   • 阶段一：数据预处理：
     • 读取原始数据文件，对数据进行初步解析和验证。例如，检查数据格式是否正确，必填字段是否存在等。
     • 将数据按索引进行分类，对于跨索引的数据，标记其相关联的索引。
   • 阶段二：索引加载：
     • 按照索引的逻辑，依次加载数据到相应的索引中。对于存在父子关系的数据，先加载父文档，再加载子文档。例如，先将文章数据加载到文章索引中，再根据文章与评论的关联关系，将评论数据加载到评论索引中。
     • 在加载过程中，记录已加载的数据标识，以便后续一致性检查。
   • 阶段三：关联建立：
     • 完成索引加载后，在内存中构建数据关联关系。通过已加载的数据标识，建立父子关系等复杂关联。例如，根据评论中的article_id，在内存中构建文章与评论的树状结构。

确保数据一致性的方法

1. 事务处理：
   • 如果使用支持事务的数据库或存储系统，将整个加载过程封装在一个事务中。例如，在关系型数据库中，使用BEGIN TRANSACTION、COMMIT和ROLLBACK语句。这样在加载过程中如果出现任何错误，整个事务回滚，保证数据回到加载前的状态，从而确保一致性。
2. 版本控制：
   • 为每个数据记录添加版本号字段。在加载过程中，每次数据更新（包括加载新数据）时，版本号递增。当出现数据一致性问题进行检查时，可以通过版本号判断数据的新旧程度，优先使用最新版本的数据。
3. 一致性检查：
   • 加载完成后，进行数据一致性检查。例如，检查所有子文档的父文档是否存在，跨索引的数据关联是否正确。可以通过遍历内存中构建的关联关系，与实际存储在索引中的数据进行比对。如果发现不一致，记录错误信息并进行修复。

可能遇到的问题及应对措施

1. 数据冲突：
   • 问题描述：在加载过程中，可能出现不同来源的数据对同一记录有不同值的情况。
   • 应对措施：根据预先设定的优先级规则进行处理。例如，以最新更新时间的数据为准，或者以特定数据源的数据为准。同时，记录数据冲突的情况，以便后续分析。
2. 网络故障：
   • 问题描述：在加载数据到远程索引时，可能发生网络故障，导致部分数据加载失败。
   • 应对措施：实现重试机制。当网络故障发生时，等待一定时间后重试加载操作。如果多次重试仍失败，记录失败的数据，待网络恢复后手动或自动重新加载。
3. 内存不足：
   • 问题描述：构建内存中的关联关系时，数据量过大可能导致内存不足。
   • 应对措施：采用分批次处理的方式。例如，每次加载一部分数据，构建部分关联关系，然后将已处理且确认无误的数据持久化到存储中，释放内存空间，再加载下一批数据。