面试题：CouchDB MVCC在高并发场景下如何保证数据一致性

Question

请阐述CouchDB中MVCC（多版本并发控制）机制在高并发场景下是怎样保证数据一致性的，描述其核心原理和关键步骤。

Answer 1

核心原理

1. 版本控制：CouchDB为每个文档维护多个版本。每当文档发生修改时，会创建一个新的版本，每个版本都有唯一的修订号。这使得不同的事务可以基于特定版本进行操作，而不会相互干扰。
2. 基于文档的操作：MVCC机制主要围绕文档级别的操作。每个文档的修改是独立的，不会影响其他文档的版本管理，从而在高并发场景下可以并行处理多个文档的修改。
3. 读写分离：读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作。读操作可以直接从现有版本中获取数据，无需等待写操作完成，因为读操作始终读取的是某个历史版本的数据，保证了读操作的一致性和高性能。

关键步骤

1. 读操作：
   • 客户端发起读请求。
   • CouchDB根据请求找到对应文档的某个版本（通常是最新稳定版本），并将其返回给客户端。由于读操作不涉及修改，所以不会与写操作产生冲突，能够快速响应。
2. 写操作：
   • 客户端发起写请求，请求中包含要修改的文档以及当前文档的修订号（用于乐观锁机制）。
   • CouchDB首先检查文档的当前修订号是否与客户端提供的一致。如果一致，说明在客户端读取文档后没有其他事务修改该文档，可以进行写操作。CouchDB会创建文档的新版本，并更新修订号。
   • 如果修订号不一致，说明文档已被其他事务修改，CouchDB会返回冲突信息给客户端。客户端需要重新读取最新版本的文档，合并修改后再次尝试写操作。
3. 冲突解决：
   • 当写操作发生冲突时，客户端收到冲突信息后，会重新获取最新版本的文档。
   • 客户端需要手动合并本地修改与最新版本的差异，通常可以通过一些业务逻辑来决定如何合并，例如保留最新的修改或者通过特定的策略（如时间戳、用户优先级等）。
   • 合并完成后，客户端再次发起写请求，重复上述写操作步骤，直到成功写入。