面试题：CouchDB RESTful接口并发处理中的冲突解决策略

Question

当多个客户端通过CouchDB的RESTful接口同时对同一文档进行修改时会产生冲突，详细说明CouchDB内置的冲突解决机制，并且如果让你设计一个新的策略来优化冲突解决，你会从哪些方面着手？

Answer 1

CouchDB内置的冲突解决机制

1. 版本控制：CouchDB使用修订版本号（_rev）来跟踪文档的变化。每次文档被修改，_rev 就会更新。当多个客户端同时修改同一文档时，每个修改都会生成一个新的 _rev，这些不同版本的文档会被保留，形成冲突集。
2. 冲突检测：当客户端尝试更新文档时，CouchDB会检查文档的 _rev。如果客户端提供的 _rev 与服务器上的不一致，就会检测到冲突。
3. 冲突解决：
   • 手动解决：应用程序可以通过读取包含冲突的文档，获取所有冲突版本（_conflicts 字段列出了冲突的 _rev），然后根据业务逻辑决定保留哪个版本，舍弃哪些版本。可以使用 PUT 请求，指定要保留的 _rev 来解决冲突。
   • 自动解决：CouchDB 2.0引入了 _compact 端点。运行 _compact 操作时，CouchDB会遍历数据库，尝试自动解决一些简单的冲突。它会选择最新修改时间的版本，前提是这些版本没有其他依赖关系导致复杂冲突。

设计新策略优化冲突解决可着手的方面

1. 语义分析：
   • 理解业务逻辑：深入了解应用程序对文档修改的业务语义。例如，对于订单文档，某些字段（如订单总价）的修改可能比其他字段（如备注）更重要。通过分析业务逻辑，可以在冲突发生时自动根据语义优先级选择合适的版本。
   • 合并语义相似的修改：如果多个客户端的修改在语义上是相似的（如同时增加库存数量），可以设计算法自动合并这些修改，而不是简单地选择一个版本。
2. 用户参与优化：
   • 提供用户友好的界面：在应用程序层面，为用户提供一个直观的界面来解决冲突。例如，以可视化方式展示不同版本的差异，让用户更容易理解并做出决策。
   • 记录用户偏好：记录用户在解决冲突时的选择模式，对于类似的冲突场景，可以根据历史偏好自动选择合适的版本。
3. 分布式协作改进：
   • 预协商机制：在客户端尝试修改文档之前，引入一种预协商机制。客户端可以先向服务器询问当前文档状态以及其他客户端可能的修改意向，从而避免冲突发生。
   • 分布式共识算法：借鉴分布式系统中的共识算法（如Raft、Paxos），在多个节点间达成对文档修改的共识，减少冲突的产生。
4. 性能优化：
   • 缓存与预取：在客户端和服务器端设置缓存，缓存经常访问和修改的文档及其冲突历史。这样在处理冲突时，可以快速获取相关信息，减少查询时间。同时，预取可能发生冲突的文档版本，提前进行分析和准备。
   • 批量处理：允许客户端将多个修改操作批量提交给服务器，服务器在处理批量请求时，可以综合考虑这些操作对文档的影响，一次性解决可能产生的冲突，提高处理效率。