面试题：MariaDB中Binlog在高并发场景下如何保证数据一致性

Question

在高并发场景下，MariaDB的Binlog对于保证数据一致性起着关键作用。请阐述Binlog在这种场景下保证数据一致性的机制，以及与之相关的事务隔离级别和同步策略有哪些，它们是如何协同工作的。

Answer 1

Binlog保证数据一致性的机制

1. 记录数据变更：Binlog（二进制日志）记录了数据库所有的写操作，包括数据的插入、更新和删除。在高并发场景下，每个事务对数据的修改都会被记录到Binlog中。当系统出现故障需要恢复时，可以通过重放Binlog中的记录来还原数据状态，确保数据一致性。
2. 主从复制：在主从复制架构中，主库将Binlog发送给从库，从库通过重放Binlog来保持与主库的数据同步。这在高并发场景下有助于分担读压力的同时，保证主从库之间的数据一致性。

相关的事务隔离级别

1. 读未提交（Read Uncommitted）：事务可以读取未提交的数据。这种隔离级别下并发性能最高，但可能出现脏读（一个事务读取到另一个事务未提交的数据），在高并发场景下不利于数据一致性，很少使用。
2. 读已提交（Read Committed）：事务只能读取已提交的数据。避免了脏读，但可能出现不可重复读（同一事务内多次读取同一数据，由于其他事务的修改，导致两次读取结果不一致）。在高并发写多读少场景下可能影响一致性，因为多次读取的数据状态可能不同。
3. 可重复读（Repeatable Read）：在一个事务内，多次读取同一数据的结果是一致的，解决了不可重复读问题。这是MariaDB默认的事务隔离级别，通过MVCC（多版本并发控制）机制实现。在高并发场景下，能较好保证数据一致性，适用于大多数读写场景。
4. 串行化（Serializable）：事务串行执行，完全避免了并发问题，数据一致性最强，但并发性能最低，会极大影响高并发场景下的系统性能。

相关的同步策略

1. SYNC_BINLOG=0：表示MySQL不主动将Binlog刷到磁盘，而是由操作系统决定何时将缓存中的Binlog数据刷盘。这种策略性能最高，但如果系统崩溃，可能丢失部分Binlog数据，影响数据一致性。
2. SYNC_BINLOG=1：表示每执行一次事务，MySQL就将Binlog刷到磁盘。这保证了即使系统崩溃，也不会丢失Binlog数据，最大程度保证了数据一致性，但由于频繁的磁盘I/O操作，会对性能有一定影响。
3. SYNC_BINLOG=N (N>1)：表示每执行N次事务，MySQL将Binlog刷到磁盘。这种策略在保证一定数据一致性的同时，相较于SYNC_BINLOG=1，对性能影响较小，但如果系统崩溃，可能丢失N - 1次事务的Binlog数据。

协同工作方式

1. 事务隔离级别决定了一个事务在并发环境下如何读取和修改数据，不同的隔离级别提供了不同程度的数据一致性保证。
2. Binlog记录了事务对数据的修改操作，无论事务隔离级别如何，这些修改最终都会被记录到Binlog中，用于数据恢复和主从复制。
3. 同步策略决定了Binlog何时被持久化到磁盘，影响数据的可靠性和一致性。在高并发场景下，选择合适的同步策略与事务隔离级别相配合，既能保证数据一致性，又能兼顾系统性能。例如，在对数据一致性要求极高的场景下，可选择SYNC_BINLOG=1配合可重复读的事务隔离级别；而在对性能要求较高且可接受一定数据丢失风险的场景下，可选择SYNC_BINLOG=N配合读已提交或可重复读的事务隔离级别。