今天要來介紹DB有可能發生錯誤的地方以及狀況。

讀取爭用（Read Contention）

當多個client端或process同時嘗試從資料庫的同一位置讀取資料，可能會導致延遲或錯誤。

解決方案

• 讀寫分離：通過設置主從資料庫，將讀操作分配給從資料庫，減少主資料庫的負載。
• 緩存機制：使用緩存（如 Redis、Memcached）來存儲經常讀取的資料，減少對資料庫的直接讀取。
• 提升併發控制：優化鎖的機制，避免不必要的鎖定讀取操作。

寫入爭用（Write Contention）

當多個client端或process同時嘗試向資料庫的同一位置寫入資料，可能會導致延遲或錯誤。

解決方案

• 事務鎖定優化：確保事務的鎖定範圍最小化，減少鎖的持有時間。
• 分區表：將資料表按某些條件分區，將寫入操作分散到不同的表或資料庫中。
• 寫入合併：將多個寫入操作合併為一個批量操作，減少衝突。

驚群問題（Thundering Herd）

大量client端或process同時嘗試訪問同一資源，可能導致資源耗盡和性能下降。

解決方案

• 限流：實施限流機制，控制同時訪問的client端數量。
• 退避策略：使用退避機制（如指數退避），讓client端在失敗時自動延遲重試，減少對資源的瞬時壓力。
• 分散請求：通過使用不同的資源副本或緩存來分散請求同一個server的壓力。

連鎖反應（Cascade）

資料庫系統的一部分發生故障時，引發連鎖反應，導致系統其他部分的故障。

解決方案

• 隔離故障：使用容錯設計，確保一部分故障不會傳播到整個系統，例如使用隔離機制或熔斷器。
• 冗餘設計：通過冗餘和備份來提高系統的容錯能力，防止單點故障擴展。
• 監控與自動恢復：設置系統監控，並啟用自動恢復機制，及時處理故障。

死鎖（Deadlock）

兩個或多個事務互相等待對方釋放資源鎖，導致系統陷入僵局。

解決方案

• 死鎖檢測與恢復：使用死鎖檢測機制，自動檢測並中止其中一個事務以打破僵局。
• 鎖順序規則：確保所有事務按照固定的順序請求鎖，以減少死鎖的可能性。
• 最小化鎖持有時間：優化事務設計，減少鎖的持有時間，降低死鎖風險。

資料損壞（Corruption)

資料庫中的資料受到損壞，可能導致讀取或寫入時出現錯誤或意外結果。

解決方案

• 資料完整性檢查：定期執行資料完整性檢查，及時發現和修復損壞的資料。
• 強制一致性機制：使用強一致性的資料庫引擎，確保資料寫入過程的完整性。
• 備份與恢復策略：定期備份資料庫，以便在資料損壞時能夠迅速恢復。

阻斷服務攻擊（DoS attack)

惡意行為者試圖通過大量請求來淹沒資料庫，可能導致資源耗盡和性能下降。

解決方案

• 防火牆與過濾：使用防火牆和過濾機制來識別和阻止來自惡意來源的流量。
• 速率限制：實施速率限制策略，控制單個客戶端的請求速率，防止過載。
• CDN與負載均衡：利用內容分發網絡（CDN）和負載均衡器分散流量，減少對單一資料庫的壓力。

總結

今天我們看了7種Failure Modes以及描述了可能的解決方式，讓我們對資料庫更進一步的瞭解了XD

reference

https://roadmap.sh/backend