面试题：Ruby非ActiveRecord数据库抽象层的架构设计与拓展

架构设计以实现多种数据库无缝对接

抽象数据库接口：

定义一套通用的数据库操作接口，如 connect（连接数据库）、query（执行查询）、insert（插入数据）、update（更新数据）、delete（删除数据）等方法。这些接口将作为所有具体数据库适配器的基础。
例如：

module DatabaseInterface
  def connect(config)
    raise NotImplementedError
  end

  def query(sql)
    raise NotImplementedError
  end

  def insert(table, data)
    raise NotImplementedError
  end

  def update(table, data, conditions)
    raise NotImplementedError
  end

  def delete(table, conditions)
    raise NotImplementedError
  end
end

数据库适配器设计：

为每种类型的数据库（关系型如 MySQL、PostgreSQL，非关系型如 MongoDB、Redis 等）创建一个具体的适配器类，这些类继承自上述抽象接口类，并实现各个接口方法。
例如，对于 MySQL 数据库适配器：

class MySQLAdapter
  include DatabaseInterface

  def connect(config)
    # 使用 mysql2 等库连接 MySQL 数据库
    require 'mysql2'
    @client = Mysql2::Client.new(config)
  end

  def query(sql)
    @client.query(sql)
  end

  def insert(table, data)
    columns = data.keys.join(',')
    values = data.values.map { |v| @client.escape(v) }.join(',')
    sql = "INSERT INTO #{table} (#{columns}) VALUES (#{values})"
    @client.query(sql)
  end

  def update(table, data, conditions)
    set_clause = data.map { |k, v| "#{k}=#{@client.escape(v)}" }.join(',')
    sql = "UPDATE #{table} SET #{set_clause} WHERE #{conditions}"
    @client.query(sql)
  end

  def delete(table, conditions)
    sql = "DELETE FROM #{table} WHERE #{conditions}"
    @client.query(sql)
  end
end

配置管理：

设计一个配置模块，用于存储不同数据库的连接配置信息。可以使用 YAML 或 JSON 等格式的配置文件来存储配置。
例如，配置文件 database.yml：

development:
  adapter: mysql
  host: localhost
  username: root
  password: password
  database: my_database
production:
  adapter: postgresql
  host: production_host
  username: production_user
  password: production_password
  database: production_database

在 Ruby 代码中，可以使用 YAML.load_file 方法加载配置文件，并根据环境选择相应的配置。

require 'yaml'
config = YAML.load_file('database.yml')[ENV['RAILS_ENV'] || 'development']
adapter_class = Object.const_get("#{config['adapter'].capitalize}Adapter")
adapter = adapter_class.new
adapter.connect(config)

确保高并发场景下的稳定性和扩展性

连接池：

对于关系型数据库，使用连接池技术来管理数据库连接。在高并发情况下，连接池可以避免频繁创建和销毁数据库连接带来的性能开销。例如，可以使用 ActiveRecord::ConnectionAdapters::ConnectionPool 类的思想来实现自定义的连接池。
示例代码：

class ConnectionPool
  def initialize(size, adapter_class, config)
    @size = size
    @adapter_class = adapter_class
    @config = config
    @connections = []
    @size.times { @connections << @adapter_class.new.connect(@config) }
  end

  def get_connection
    connection = @connections.shift
    raise "No available connections" if connection.nil?
    connection
  end

  def release_connection(connection)
    @connections << connection
  end
end

异步和多线程/多进程处理：
- 利用 Ruby 的 Thread 类或 Fiber 类实现异步处理，特别是在执行一些耗时的数据库操作时。例如，在执行大数据量的查询或插入操作时，可以将其放到一个新的线程中执行，避免阻塞主线程。
- 对于一些支持多进程的应用场景（如使用 Puma 等服务器），可以合理利用多进程来处理高并发请求，每个进程可以独立管理自己的数据库连接和操作，提高整体的并发处理能力。
缓存机制：
- 引入缓存机制，对于一些不经常变化的数据查询结果进行缓存。可以使用 Memcached 或 Redis 作为缓存服务器。例如，在查询某个用户信息时，如果该用户信息不经常变化，可以先从缓存中获取，如果缓存中不存在，则查询数据库并将结果存入缓存。
```
require 'redis'
redis = Redis.new

def get_user_info(user_id)
  data = redis.get("user_#{user_id}")
  if data
    data
  else
    result = adapter.query("SELECT * FROM users WHERE id = #{user_id}")
    redis.set("user_#{user_id}", result)
    result
  end
end
```
监控和调优：
- 集成监控工具，如 New Relic 或 Datadog，实时监控数据库操作的性能指标，如查询响应时间、连接数、吞吐量等。根据监控数据，对数据库配置（如连接池大小、缓存策略等）进行动态调整和优化，以确保库在高并发场景下始终保持良好的性能和稳定性。

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面试题：Ruby非ActiveRecord数据库抽象层的架构设计与拓展

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面试题答案

架构设计以实现多种数据库无缝对接

确保高并发场景下的稳定性和扩展性