面试题：MongoDB中如何控制事务锁粒度以提升并发性能

Question

在MongoDB场景下，阐述你对事务锁粒度控制的理解，以及列举至少两种通过控制锁粒度来提升并发性能的方法，并说明原理。

Answer 1

对事务锁粒度控制的理解

在 MongoDB 中，事务锁粒度控制决定了在事务执行期间，数据库资源被锁定的范围。较粗的锁粒度意味着锁定较大范围的资源（例如整个集合、数据库），这虽然简单但会导致其他事务在锁释放前无法访问这些资源，从而降低并发性能。较细的锁粒度则是锁定更小范围的资源（如单个文档），这样可以让更多事务并发执行，但管理锁的开销会增加。

提升并发性能的方法及原理

1. 文档级锁：
   • 方法：MongoDB 在支持多文档事务前，主要采用文档级锁。在写入操作时，只锁定要操作的单个文档。
   • 原理：当多个事务并发操作不同文档时，由于锁的范围小，它们不会相互阻塞，能够同时执行，极大提升了并发性能。例如多个事务分别更新不同用户的文档，互不干扰。
2. 读操作优化：
   • 方法：使用 readConcern 选项，例如设置为 local，读操作可以在本地副本集成员上执行而不需要等待同步复制完成。同时，对于无事务的读操作，MongoDB 通常采用快照读，不阻塞写操作。
   • 原理：通过减少读操作等待锁的时间，使得读操作可以与写操作并发进行。快照读保证了读操作不会被写锁阻塞，读操作可以基于某个时间点的数据库快照进行，从而提升整体并发性能。