有没有一种方法可以确保字段的唯一性而不依赖数据库

Question

无需，就无需依赖数据库，就可以确保一个字段（例如，用户的emailAddress）是唯一的。

一些常见的失败尝试：

1. 首先检查emailAddress是否存在（通过查询数据库），如果不存在，则创建用户。现在，很明显，在“先检查后执行”窗口中，其他线程可以创建具有相同电子邮件的用户。因此，这种解决方案不好。
2. 在负责创建用户的方法上应用语言级别的锁定。该解决方案失败了，因为出于性能原因我们需要服务的冗余，并且锁定位于单个JVM上。
3. 使用事件存储区（例如Akka参与者的邮箱），事件是AddUser消息，但是由于参与者的行为是异步的，因此无法通知请求者（发送者）使用唯一电子邮件成功创建用户。此外，两个请求（使用相同的电子邮件）如何知道它们包含唯一的电子邮件？这可能会变得复杂。

数据库是每个线程和每个服务实例将写入的单一数据源，因此在此处实现unique constraint很有意义。但这对于关系数据库仍然适用。 那 NoSql 数据库呢？有些确实允许一个唯一的约束，但这不是他们的本机行为，或者也许是。

但是不使用数据库实现字段唯一性的问题是，可能有什么选择？

Answer 1

我认为您的问题更为笼统-“如何确保数据库写入操作成功完成，以及如何处理未成功的情况？”。唯一性只是一种失败模式-您可能试图插入一个太大的值，错误的数据类型或与外键约束不匹配的值。

关系数据库通过符合ACID的要求来解决此问题，并在事务失败时引发错误以供客户端处理。

您需要ACID的（部分）好处，而无需关系数据库。那是相当大的topic对话。解决此问题的明显方法是在应用程序层中引入“事务”的概念。例如，在您的情况下，您可能会发送“创建帐户（emailAddress，名称，...）”消息，并让应用程序侦听“ accountCreated”或“ accountCreationFailed”响应。该消息的接收者负责写入数据库；您有两种选择。一种是锁定该线程（因此任何时候任何一个进程都只能写入数据库）。那不是超级可扩展的。我使用的另一种机制是引入状态标志-您使用“草稿”标志将帐户数据写入数据库，然后检查您的约束条件（包括唯一性），如果将“草稿”标志设置为“已验证”满足约束条件（即没有其他记录具有相同的电子邮件地址），如果没有，则“失败”。

Answer 2

要检查唯一性，您需要存储程序的“状态”。为了安全起见，您需要能够以事务方式将更改应用于状态。

• 您可以使用数据库事务。一些NoSQL数据库也支持事务，例如redis和MongoDB。您必须分别检查每个供应商，以了解他们如何支持交易。在此设置中，每个客户端都将连接到数据库，它将为您处理所有详细信息。另外，根据您的用例，您应该注意隔离级别的配置。
• 如果不考虑持久性，则可以在支持事务的内存数据库中使用。

选择哪个状态存储，它应该支持事务。有几种方法可以实现事务并实现一致性。许多类似PostgresSQL的关系数据库都是通过实现MVCC算法来实现的。在分布式环境中，您必须查找诸如2PC，Paxos等的分布式事务。

通常每个人都依赖可用的数据存储解决方案，除非对该项目有奇怪或特定的要求。

最后，沟通模式与这里的潜在问题无关。例如，在您提到的Actor案例中，一天结束时，每个actor都必须查询状态以查找是否存在电子邮件。如果您的状态存储支持Serializability，则不会有问题，也不会发生冲突（将错误传达给客户端是另一个问题）。假设您正在使用PostgreSQL。发出插入/更新查询时，它将包裹在事务中，并且底层MVCC算法将处理所有事务。在高级且分散的环境中，您可以使用支持分布式事务的数据存储，例如CockroachDB。

如果您想深入研究，可以研究以下关键字：ACID，隔离级别，原子性，可序列化性，CAP定理，2PC，MVCC，分布式transaciton，分布式锁，...