前言
🍊缘由
Java事务套着锁，就像女色缠着我
🏀事情起因：
大家好，我是JavaDog程序狗
在一个阳光明媚的中午，我的师傅突然找到我，问了我如下一个问题：
Java中已经加了锁，为什么结果却还是超卖了！
先解释下上述的几个关键词
我的师傅：前阿里大牛，目前屈居青岛大厂管理岗......此处省略一万字夸赞
加锁：模拟使用ReentrantLock加锁，多线程下建议使用Redisson分布式锁实现
超卖：是指系统允许多个用户购买或预订超过实际可用数量的资源
各位小伙伴先有个印象，后续本狗会详细讲解关键词
🎯主要目标
实现4大重点
1. 什么是超卖
2. 超卖如何解决
3. 事务套锁失效问题
4. 解决锁失效问题
🎁如何获取源码
本狗将测试的所有代码均已上传，包含多个示例，小伙伴们可亲测
公众号：【JavaDog程序狗】
关注公众号，发送 “lock”，无任何套路即可获得！
正文
🍅情景前置
空调租赁充值时长超卖问题
因我师傅遇到的问题代码涉及隐私，我们就模拟一个场景来分析我们的问题
举例🌰
炎炎夏日，狗哥宿舍因忍受不了酷热，租赁了一台空调，大家在清爽空调的吹拂下渐渐迷失自我
随着租赁时长到期，空调暂停工作，需要我们充值空调使用时长
我们宿舍100个赤膊大汉，分分掏出自己手机同时进行空调使用时长充值......并发超卖问题由此而来
为此设计了一个设备表，用于下方演示调试
CREATE TABLE `device` (
`id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '主键',
`use_times` int(10) DEFAULT '0' COMMENT '使用时长',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
🥦目标分析
一. 什么是超卖？
系统允许多个用户购买或预订超过实际可用数量的资源
👽人话解释
某件商品库存数量1件，结果卖给2个人；更形象的就是双胞胎，一个爱情结晶却喜提两个宝贝
结合上述情景前置，就是宿舍这100个人同时并发操作，按照正常逻辑每个人充值都会在基数+1小时，则总使用时长应为100。
但因为多线程并发问题，可能会导致A和B同时处理逻辑时，获取基数都是同一个，+1后同时更新入库，这样最终的总使用时长就会小于100，出现超卖问题。
出现超卖的代码
@GetMapping("/A")
@Operation(summary = "方式A-更新设备-普通方法(会出现超卖)")
public void payA(@RequestParam Long deviceId) throws InterruptedException {
for(int i=0; i<100; i++){
// 暂停20毫秒，模拟不同时间，不同人请求并发
Thread.sleep(20);
// 模拟是个100线程
new Thread(() -> {
// 更新设备-普通方法
deviceService.updateDeviceNormal(deviceId);
}).start();
}
}
@Override
public void updateDeviceNormal(Long deviceId) {
Device device = this.getById(deviceId);
LambdaUpdateWrapper<Device> updateWrapper = new LambdaUpdateWrapper<>();
updateWrapper.eq(Device::getId, deviceId);
updateWrapper.set(Device::getUseTimes, device.getUseTimes()+1);
this.update(updateWrapper);
}
出现超卖的代码截图
出现超卖的代码调试
可以启动本狗代码，访问http://localhost:1026/lock ，查看swagger文档，或者使用postman都是一样的
出现超卖测试结果
二. 超卖如何解决
乐观锁
通常通过在数据库表中增加一个版本号（version）字段来实现。在更新时，系统会检查当前版本号是否与请求时的版本号相匹配，如果匹配则更新，否则认为数据已被其他事务修改，当前事务失败。悲观锁
在数据被读取时就锁定数据，直到事务结束。在数据库中，可以通过SELECT ... FOR UPDATE语句来实现，这会阻止其他事务对锁定的数据进行修改，直到当前事务完成。分布式锁
在分布式系统中，单个节点的锁机制不足以保证数据的一致性，因此需要使用分布式锁，如Redisson代码锁
使用 synchronized 关键字或者使用 ReentrantLock等
解决方式有很多种，我们举例以ReentrantLock为例，但首先我们要了解什么是ReentrantLock?
ReentrantLock 是 Java 平台上的一个可重入的互斥锁，它属于 java.util.concurrent.locks 包的一部分。与传统的 synchronized 关键字相比，ReentrantLock 提供了更多高级功能和更大的灵活性。
再啰嗦解释一下，什么是可重入的互斥锁？
可重入的互斥锁是一种特殊的锁机制，它允许在同一个线程内多次获取而不造成死锁。通常，互斥锁（mutex）在一个线程获取后，会阻止其他线程获取该锁，直到锁被释放。然而，可重入的互斥锁允许一个线程在已经获取了锁的情况下再次获取锁，而不会引起死锁，而是增加锁的持有计数。当这个线程最终释放锁时，它必须释放相同的次数才能完全释放锁，让其他线程有机会获取。
加入ReentrantLock代码
@GetMapping("/B")
@Operation(summary = "方式B-更新设备-使用ReentrantLock(不会出现超卖)")
public void payB(@RequestParam Long deviceId) throws InterruptedException {
// 模拟是个10线程
for(int i=0; i<100; i++){
// 暂停20毫秒，模拟不同时间，不同人请求并发
Thread.sleep(20);
// 创建线程
new Thread(() -> {
// 更新设备-使用ReentrantLock。
deviceService.updateDeviceByLock(deviceId);
}).start();
}
}
Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void updateDeviceByLock(Long deviceId) {
lock.lock();
Device device = this.getById(deviceId);
LambdaUpdateWrapper<Device> updateWrapper = new LambdaUpdateWrapper<>();
updateWrapper.eq(Device::getId, deviceId);
updateWrapper.set(Device::getUseTimes, device.getUseTimes()+1);
try {
this.update(updateWrapper);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
加入ReentrantLock代码截图
ReentrantLock代码调试
ReentrantLock测试结果
三. 事务套锁失效问题
上面第二步已经通过加入ReentrantLock成功解决超卖问题
BUT，我师傅的代码中却还存在超卖问题，排查一下，原来在锁外面加入了事务@Transactional
事务套锁失效代码
@GetMapping("/C")
@Operation(summary = "方式C-更新设备-使用事务套锁(锁失效)")
public void payC(@RequestParam Long deviceId) throws InterruptedException {
for(int i=0; i<100; i++){
// 暂停20毫秒，模拟不同时间，不同人请求并发
Thread.sleep(20);
// 模拟是个100线程
new Thread(() -> {
// 更新-使用事务套锁
deviceService.updateDeviceByTansaction(deviceId);
}).start();
}
}
@Override
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void updateDeviceByTansaction(Long deviceId) {
// 加锁
lock.lock();
Device device = this.getById(deviceId);
LambdaUpdateWrapper<Device> updateWrapper = new LambdaUpdateWrapper<>();
updateWrapper.eq(Device::getId, deviceId);
updateWrapper.set(Device::getUseTimes, device.getUseTimes()+1);
try {
this.update(updateWrapper);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
事务套锁失效代码截图
事务套锁失效代码调试
事务套锁失效测试结果
❓为什么加入事务就导致锁失效了呢？
✅答案是因为事务边界问题
使用@Transactional 注解来管理事务，但锁的获取和释放并没有放在事务边界之内。这意味着如果在事务提交之前锁就被释放了，其他线程可能在当前事务结束之前修改相同的数据，这会导致数据不一致。
四. 解决锁失效问题
通过上面分析事务套锁失效问题，我们可以采取事务边界缩小，尽量不要让事务边界过大，从而导致包裹着锁导致并发数据问题
事务边界缩小代码
@GetMapping("/D")
@Operation(summary = "方式D-更新设备-缩小事务便捷方法(锁正常-不会出现超卖)")
public void payD(@RequestParam Long deviceId) throws InterruptedException {
for(int i=0; i<100; i++){
// 暂停20毫秒，模拟不同时间，不同人请求并发
Thread.sleep(20);
// 模拟是个100线程
new Thread(() -> {
// 更新-使用原子性更新
deviceService.updateDeviceByReduce(deviceId);
}).start();
}
}
@Override
public void updateDeviceByReduce(Long deviceId) {
try {
// 加锁
lock.lock();
this.updateDevice(deviceId);
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void updateDevice(Long deviceId){
Device device = this.getById(deviceId);
LambdaUpdateWrapper<Device> updateWrapper = new LambdaUpdateWrapper<>();
updateWrapper.eq(Device::getId, deviceId);
updateWrapper.set(Device::getUseTimes, device.getUseTimes()+1);
this.update(updateWrapper);
}
事务边界缩小代码截图
事务边界缩小代码调试
事务边界缩小测试结果
总结
处理并发和超卖问题时，理解并合理运用锁机制和事务管理至关重要。
通过将锁操作置于事务边界内，可以有效防止数据不一致，确保系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中，根据业务特性和性能要求选择最合适的解决方案是关键
解决方案概述
乐观锁：通过版本号或时间戳检查数据是否已被其他事务修改，适用于读多写少的场景。
悲观锁：预先锁定数据直至事务完成，适合写操作频繁或数据竞争激烈的场景。
分布式锁：如Redisson，确保分布式系统中数据的一致性，适用于跨节点的数据同步。
代码级锁：利用synchronized或ReentrantLock等机制，控制线程间的访问顺序，防止并发冲突。
事务边界的重要性
关键点：确保锁的获取和释放严格位于事务边界内，避免数据在事务未完成前被其他线程修改。
实践：使用try-finally结构包裹锁的获取和释放，确保即使发生异常，锁也能正确释放，维护数据完整性。
🍯猜你喜欢
文章推荐
【项目实战】SpringBoot+uniapp+uview2打造H5+小程序+APP入门学习的聊天小项目
【项目实战】SpringBoot+uniapp+uview2打造一个企业黑红名单吐槽小程序
【模块分层】还不会SpringBoot项目模块分层？来这手把手教你！
