使用MySQL乐观锁解决超卖问题

在秒杀系统设计中，超卖是一个经典、常见的问题，任何商品都会有数量上限，如何避免成功下订单买到商品的人数不超过商品数量的上限，这是每个抢购活动都要面临的难点。

1 超卖问题描述

在多个用户同时发起对同一个商品的下单请求时，先查询商品库存，再修改商品库存，会出现资源竞争问题，导致库存的最终结果出现异常。

问题：当商品A一共有库存15件，用户甲先下单10件，用户乙下单8件，这时候库存只能满足一个人下单成功，如果两个人同时提交，就出现了超卖的问题。

可以采用多种方式解决超卖问题。使用synchronized可以保证数据一致性，但是效率低，并且分布式环境下无用；使用数据库锁表会造成数据库性能低下。单体条件下，采用乐观锁是比较合适的方式，集群可以考虑分布式锁。

2 乐观锁

2.1 乐观锁介绍

悲观锁，认为数据很容易被其他线程修改，为保证数据正确性，每次获取并修改数据时，对数据加锁。例如Java中的synchronized和Lock相关类。

而乐观锁，认为自己在操作时不会有其他线程干扰，所以不对被操作对象加锁。在更新时会判断修改期间是否有其他线程修改过。如果没被修改过，则表示只有当前线程在操作，正常修改数据。如果数据被其他线程修改过，则会停止刚才的更新，选择执行策略，例如抛弃、报错、重试等。

乐观锁一般使用CAS算法实现。例如Java中的原子类、并发容器。

2.2 没有锁的更新操作

乐观锁，不是数据库功能，是一种数据库实践。假设进行以下操作：从表中获取某行数据，计算数据，更新数据该行数据。

CREATE TABLE theTable(
    iD int NOT NULL,
    val1 int NOT NULL,
    val2 int NOT NULL
)
INSERT INTO theTable (iD, val1, val2) VALUES (1, 2 ,3);

没有锁的处理

-- 查询数据
SELECT iD, val1, val2
FROM theTable
WHERE iD = @theId;
-- 计算新值
-- 更新数据
UPDATE
	theTable
SET
	val1 = @newVal1,
	val2 = @newVal2
WHERE
	iD = @theId;
-- 继续执行

2.3 乐观锁的实现方式1--条件控制

--查询数据
SELECT iD, val1, val2
FROM theTable
WHERE iD = @theId;
--计算新值
--更新数据
UPDATE
	theTable
SET
	val1 = @newVal1,
	val2 = @newVal2
WHERE
	iD = @theId
	AND val1 = @oldVal1
	AND val2 = @oldVal2;
--判断影响行数 
-- {if AffectedRows == 1 } 
-- 		{继续执行}
-- {else} 
-- 		{数据过期}
-- {endif}

上面操作的关键在于，UPDATE指令的结构与后续受影响的行数检查，从而判断是否有人修改数据。上面所有操作没有使用事务，这也表明乐观锁的关键不在于事务本身。

2.4 扩展：事务的使用

--查询数据
SELECT iD, val1, val2
FROM theTable
WHERE iD = @theId;
--计算新值
--开始事务，更新数据
UPDATE
	theTable
SET
	val1 = @newVal1,
	val2 = @newVal2
WHERE
	iD = @theId
	AND val1 = @oldVal1
	AND val2 = @oldVal2;
--判断影响行数 
-- {if AffectedRows == 1 }
--	   COMMIT TRANSACTION; // 提交事务
--     {继续执行}
-- {else}
--     ROLLBACK TRANSACTION; // 回滚事务
--     {数据过期}
-- {endif}

使用了事务，便可以回滚修改。通过事务，我们可以确定每次回滚的操作量是多少，在何处放置事务边界以及在何处检查冲突。

对于其他进程在当前事务提交之前，会发生什么，取决于数据库当前的隔离级别。以SQL Server为例，其隔离级别是READ_COMMITTED，更新的行被锁定，直到COMMIT为止，因此“其他进程”无法对该行执行任何操作（保持等待状态），而SELECT（实际上只能执行READ_COMMITTED）。

2.5 乐观锁的实现方式2--版本号

使用版本号，也是乐观锁常用实现方式。通过在表中增加一个version字段：读取数据时，将version字段值一并读出，数据更新一次，则version值加1。当我们提交更新时，判断表中最新的version值与之前读出的version值是否一致，如果一致，则更新，否则视为过期数据。

--查询数据
SELECT iD,val1,val2,VERSION
FROM theTable
WHERE iD = @theId;
--计算新值
UPDATE
	theTable
SET
	val1 = @newVal1,
	val2 = @newVal2,
	VERSION = VERSION + 1
WHERE
	iD = @theId
	AND VERSION = @oldversion;
--判断影响行数 
-- {if AffectedRows == 1 } 
-- 		{继续执行}
-- {else} 
-- 		{数据过期}
-- {endif}

参考资料

https://stackoverflow.com/questions/17431338/optimistic-locking-in-mysql

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