面试题：MongoDB多文档事务的基本实现机制

Question

请简要阐述MongoDB多文档事务是如何实现的，包括涉及到的关键组件与流程。

Answer 1

关键组件

1. 存储引擎：MongoDB 4.0 及以上版本使用 WiredTiger 存储引擎来支持多文档事务。WiredTiger 提供了必要的底层事务支持，如日志记录、并发控制等功能。
2. 分布式协调：在副本集环境下，使用选举产生的主节点（Primary）来协调事务。主节点负责事务的开始、提交和回滚等操作的协调工作，并向其他从节点（Secondary）传播事务相关信息。

流程

1. 事务开始：客户端发起一个事务开始请求。主节点记录事务的开始信息，并为事务分配一个唯一的事务标识符（TxnNumber）。
2. 操作执行：客户端在事务内执行多个文档操作，如插入、更新、删除等。这些操作首先在主节点上进行预写日志（Write-Ahead Logging，WAL）记录，确保即使系统崩溃也能恢复事务状态。同时，存储引擎使用多版本并发控制（MVCC）机制来管理并发操作，避免读写冲突。
3. 事务提交：客户端发送事务提交请求。主节点首先会检查事务的所有操作是否都已成功预写日志。然后，主节点向所有从节点发送包含事务操作的复制 oplog 记录。从节点接收到 oplog 后，会按照主节点的顺序应用这些操作。只有当所有从节点都成功应用了事务相关的 oplog 后，主节点才会将事务标记为已提交，并向客户端返回成功响应。
4. 事务回滚：如果在事务执行过程中出现错误，无论是主节点还是客户端检测到错误，都会发起事务回滚操作。主节点根据预写日志中的信息撤销事务内已执行的所有操作，恢复数据到事务开始前的状态，并向客户端返回回滚成功响应。