大厂防止超卖的7种实现,很受用!
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2023-8-5
2023-10-19
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高并发场景在现场的日常工作中很常见,特别是在互联网公司中,这篇文章就来通过秒杀商品来模拟高并发的场景。
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  • 本文环境: SpringBoot 2.5.7 + MySQL 8.0 X + MybatisPlus + Swagger2.9.2
  • 模拟工具: Jmeter
  • 模拟场景: 减库存->创建订单->模拟支付

1. 商品秒杀-超卖

在开发中,对于下面的代码,可能很熟悉:在Service里面加上@Transactional事务注解和Lock锁。
控制层:Controller
业务层:Service
对于上面的代码应该没啥问题吧,业务方法上加事务,在处理业务的时候加锁。
但上面这样写法是有问题的,会出现超卖的情况,看下测试结果:模拟1000个并发,抢100商品。
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这里在业务方法开始加了锁,在业务方法结束后释放了锁。但这里的事务提交却不是这样的,有可能在事务提交之前,就已经把锁释放了,这样会导致商品超卖现象。所以加锁的时机很重要!

2. 解决商品超卖

对于上面超卖现象,主要问题出现在事务中锁释放的时机,事务未提交之前,锁已经释放。(事务提交是在整个方法执行完)。如何解决这个问题呢,就是把加锁步骤提前
  • 可以在controller层进行加锁
  • 可以使用Aop在业务方法执行之前进行加锁

2.1 方式一(改进版加锁)

上面这样的加锁就可以解决事务未提交之前,锁释放的问题,可以分三种情况进行压力测试:
  • 并发数1000,商品100
  • 并发数1000,商品1000
  • 并发数2000,商品1000
对于并发量大于商品数的情况,商品秒杀一般不会出现少卖的请况,但对于并发数小于等于商品数的时候可能会出现商品少卖情况,这也很好理解。
对于没有问题的情况就不贴图了,因为有很多种方式,贴图会太多
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2.2 方式二(AOP版加锁)

对于上面在控制层进行加锁的方式,可能显得不优雅,那就还有另一种方式进行在事务之前加锁,那就是AOP
自定义AOP注解
定义切面类
在业务方法上添加AOP注解
控制层:
这种方式在对锁的使用上,更高阶、更美观!

2.3 方式三(悲观锁一)

除了上面在业务代码层面加锁外,还可以使用数据库自带的锁进行并发控制。
悲观锁,什么是悲观锁呢?通俗的说,在做任何事情之前,都要进行加锁确认。这种数据库级加锁操作效率较低。
使用for update一定要加上事务,当事务处理完后,for update才会将行级锁解除
如果请求数和秒杀商品数量一致,会出现少卖
业务逻辑
Dao层
上面是利用for update进行对查询数据加锁,加的是行锁。

2.4 方式四(悲观锁二)

悲观锁的第二种方式就是利用update更新命令来加表锁
Dao层

2.5 方式五(乐观锁)

乐观锁,顾名思义,就是对操作结果很乐观,通过利用version字段来判断数据是否被修改。
乐观锁,不进行库存数量的校验,直接做库存扣减。
这里使用的乐观锁会出现大量的数据更新异常(抛异常就会导致购买失败)、如果配置的抢购人数比较少、比如120:100(人数:商品) 会出现少买的情况,不推荐使用乐观锁。
乐观锁会出现大量的数据更新异常(抛异常就会导致购买失败),会出现少买的情况,不推荐使用乐观锁。

2.6 方式六(阻塞队列)

利用阻塞队类,也可以解决高并发问题。其思想就是把接收到的请求按顺序存放到队列中,消费者线程逐一从队列里取数据进行处理,看下具体代码。
阻塞队列:这里使用静态内部类的方式来实现单例模式,在并发条件下不会出现问题。
消费秒杀队列:实现ApplicationRunner接口
使用阻塞队列来实现秒杀,有几点要注意:
  • 消费秒杀队列中调用业务方法加锁与不加锁情况一样,也就是seckillService.startSecondKillByAop()seckillService.startSecondKillByLock()方法结果一样,这也很好理解
  • 当队列长度与商品数量一致时,会出现少卖的现象,可以调大数值
  • 下面是队列长度1000,商品数量1000,并发数2000情况下出现的少卖
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2.7.方式七(Disruptor队列)

Disruptor是个高性能队列,研发的初衷是解决内存队列的延迟问题,在性能测试中发现竟然与I/O操作处于同样的数量级,基于Disruptor开发的系统单线程能支撑每秒600万订单。
经过测试,发现使用Disruptor队列队列,与自定义队列有着同样的问题,也会出现超卖的情况,但效率有所提高。

3. 小结

对于上面七种实现并发的方式,做一下总结:
  • 一、二方式是在代码中利用锁和事务的方式解决了并发问题,主要解决的是锁要加载事务之前
  • 三、四、五方式主要是数据库的锁来解决并发问题,方式三是利用for upate对表加行锁,方式四是利用update来对表加锁,方式五是通过增加version字段来控制数据库的更新操作,方式五的效果最差
  • 六、七方式是通过队列来解决并发问题,这里需要特别注意的8 个线程池最佳实践和坑!使用不当直接生产事故!!是,在代码中不能通过throw抛异常,否则消费线程会终止,而且由于进队和出队存在时间间隙,会导致商品少卖

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