图数据库neo4j集群中的读写及其一致性行为

背景知识

为了更好说明neo4j集群中的读写及其一致性行为，有必要先对neo4j的部署模式，驱动，会话，事务等概念做下基本介绍。

neo4j部署模式

neo4j有3种部署模式，分别叫stand-alone instance（单机模式），HA cluster（高可用模式）和causal cluster（因果集群模式，本文简称为集群模式）。单机模式用于neo4j开源版本，后2种模式仅在neo4j企业版能够使用，高可用模式在neo4j早期版本上使用，新的neo4j企业版采用更加强大的集群模式。通过neo4j的配置项dbms.mode可以设置节点的角色：

• 单机模式：节点角色为SINGLE
• 高可用模式：节点角色可为HA或ARBITER，ARBITER表示没有数据的节点；
• 集群模式：节点角色可为CORE或READ_REPLICA。

集群模式

causal cluster集群的示意图如下所示：

图中间是由3个CORE节点构成的核心读写集群，使用raft协议进行数据一致性保障，会自动选择一个节点作为LEADER提供读写服务，其余节点作为FOLLOWER节点复制LEADER推送的raft日志；如果LEADER节点由于网络隔离或crash而无法正常服务，FOLLOWER节点会进行重新选择一个新的LEADER节点。为了提高集群稳定性，减少不必要的选主操作，选主会分为2个阶段：预选和正式选举。如果在预选时没有得到足够多的节点回复，就不会发起正式选举（与MongoDB类似）。

外围一圈为只读集群，节点角色均为READ_REPLICA，提供查询、报表和分析等只读服务。只读节点异步复制CORE节点的事务日志进行数据catchup。

BOLT驱动

neo4j提供了强大的客户端驱动，能够自动处理LEADER节点变更，基于负载进行请求路由，用户还可以根据业务需求来自定义路由策略，非常灵活。

BOLT驱动有2种使用模式，分别是bolt和bolt+routing。前者一般用于单机部署模式，或者想直连集群下的某个特定节点；后者是连接到整个集群上。连接URI如下所示：

jdbc:neo4j:bolt://host:port/?username=neo4j,password=xxxx
jdbc:neo4j:bolt+routing://host1:port1,host2:port2,…,hostN:portN/?username=neo4j,password=xxxx