面试题答案
一键面试可能导致一致性问题的场景
- 网络分区：网络故障导致集群被分割成多个子网，子网间无法通信。不同子网内的节点可能独立进行数据操作，导致数据不一致。例如，在主从复制场景下，网络分区使得主从节点无法同步数据，主节点继续处理写操作，从节点数据则滞后。
- 节点故障：某个节点突然宕机，若该节点负责部分数据的读写，可能导致数据丢失或不一致。如主节点故障，新的主节点选举期间，可能存在数据写入的混乱。
- 写操作频率高：大量写操作同时进行，在复制和同步过程中，可能因为网络延迟、处理速度等问题，导致从节点数据更新不及时，与主节点数据不一致。
优化方案及优缺点分析
- 同步复制
- 方案描述：在写操作时，主节点等待所有从节点确认接收到写操作命令后，才返回成功响应给客户端。这样确保所有副本数据一致。
- 优点：能严格保证数据一致性，在所有副本都同步完成前，数据不会对外呈现不一致状态。
- 缺点：写操作性能严重下降，因为需要等待所有从节点响应，网络延迟和从节点处理能力都会影响整体写性能。而且如果有一个从节点故障或网络延迟过大，会影响整个写操作流程。
- 设置合适的复制因子
- 方案描述：根据业务需求和集群规模，合理设置每个数据分片的副本数量（即复制因子）。增加副本数量可以提高数据的可用性和一致性概率。
- 优点：在一定程度上提高数据一致性，多个副本增加了数据的冗余，即使部分节点故障，也能从其他副本获取到一致的数据。同时，提升了系统的容错能力和可用性。
- 缺点：增加存储成本，每个副本都需要占用额外的存储空间。过多的副本也可能增加复制同步的压力，影响系统性能。
- 使用乐观锁
- 方案描述：客户端在读取数据时，获取数据的版本号。在写操作时，将版本号作为参数一并发送给服务器，服务器检查版本号是否匹配，若匹配则执行写操作并更新版本号，否则返回失败，客户端需重新读取数据并再次尝试写操作。
- 优点：减少写操作等待时间，不需要等待副本同步，提高了写操作性能。适合读多写少的场景，能有效保证数据一致性。
- 缺点：需要额外维护版本号，增加了系统复杂度。在高并发写场景下，可能频繁出现版本号不匹配导致写操作失败，客户端需要不断重试，增加系统开销。