面试题：Redis与TCC事务补偿机制在数据一致性保证方面的区别

Question

请阐述Redis在维护数据一致性时的常用方法，以及TCC事务补偿机制如何保证数据一致性，对比说明两者在数据一致性保证方面存在哪些区别？

Answer 1

Redis维护数据一致性常用方法

1. 主从复制：
   • 原理：主节点将写操作同步到从节点。主节点执行写命令后，会将写命令通过复制流发送给从节点，从节点接收并执行这些命令，从而保持与主节点数据的一致性。
   • 特点：异步复制模式下，主节点处理写操作后立即返回，不等待从节点确认，可能存在短暂的数据不一致；同步复制模式下，主节点等待从节点确认后才返回，能保证较高的数据一致性，但会影响写性能。
2. 哨兵模式：
   • 原理：哨兵节点对主从节点进行监控。当主节点出现故障时，哨兵会自动选举新的主节点，并让其他从节点重新指向新主节点，减少数据不一致的时间窗口。
   • 特点：可以在一定程度上自动处理主节点故障，保障系统的高可用性和数据一致性，但仍然存在选举期间短暂的数据不一致。
3. 集群模式（Redis Cluster）：
   • 原理：数据分布在多个节点上，通过哈希槽来分配数据。写操作会在多个副本节点间进行同步，以保证数据一致性。
   • 特点：支持水平扩展，通过副本机制提高数据可用性和一致性，部分副本节点故障时仍能保证数据一致性。

TCC事务补偿机制保证数据一致性

1. Try阶段：
   • 操作：对业务资源进行预留，检查业务资源是否满足条件，例如检查账户余额是否足够。此阶段只是初步尝试，并不真正执行核心业务操作。
   • 作用：为后续的确认或取消操作做准备，确保业务资源在事务执行前的可用性和一致性。
2. Confirm阶段：
   • 操作：在Try阶段成功后，真正执行核心业务操作，例如扣除账户余额。此阶段要求操作幂等，即多次执行结果相同。
   • 作用：完成事务的核心业务逻辑，确保数据的最终一致性。
3. Cancel阶段：
   • 操作：当Try阶段成功但Confirm阶段失败时，执行Cancel操作，对Try阶段预留的业务资源进行释放，例如恢复账户余额。同样要求操作幂等。
   • 作用：保证在事务无法完整提交时，数据能够回滚到事务开始前的状态，维持数据一致性。

两者在数据一致性保证方面的区别

1. 应用场景：
   • Redis：主要用于缓存、高并发读写等场景，其数据一致性方法侧重于分布式存储中的数据同步和高可用。
   • TCC事务补偿机制：更多应用于复杂业务逻辑的事务处理，涉及多个服务或资源的一致性协调。
2. 一致性程度：
   • Redis：异步复制等方式可能导致短暂的数据不一致，但在高可用和高性能之间有较好的平衡；同步复制虽能保证强一致性，但影响性能。
   • TCC事务补偿机制：通过三个阶段的严格控制，理论上可以保证最终一致性，在业务层面实现更细粒度的一致性控制。
3. 实现复杂度：
   • Redis：主从复制、哨兵和集群模式相对成熟，实现复杂度主要在集群配置和管理方面。
   • TCC事务补偿机制：需要业务开发人员在每个服务中实现Try、Confirm和Cancel三个操作，实现复杂度较高，对业务侵入性较大。