分析Mysql事務(wù)和數(shù)據(jù)的一致性處理問(wèn)題

這篇文章通過(guò)安全性，用法，并發(fā)處理等方便詳細(xì)分析了Mysql事務(wù)和數(shù)據(jù)的一致性處理問(wèn)題，以下就是全部?jī)?nèi)容：

在工作中，我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題，需要更新庫(kù)存，當(dāng)我們查詢到可用的庫(kù)存準(zhǔn)備修改時(shí)，這時(shí)，其他的用戶可能已經(jīng)對(duì)這個(gè)庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行修改了，導(dǎo)致，我們查詢到的數(shù)據(jù)會(huì)有問(wèn)題，下面我們就來(lái)看解決方法。

在MySQL的InnoDB中，預(yù)設(shè)的Tansaction isolation level 為REPEATABLE READ（可重讀）

如果SELECT 后面若要UPDATE 同一個(gè)表單，最好使用SELECT ... UPDATE。

舉個(gè)例子:

假設(shè)商品表單products 內(nèi)有一個(gè)存放商品數(shù)量的quantity ，在訂單成立之前必須先確定quantity 商品數(shù)量是否足夠(quantity>0) ，然后才把數(shù)量更新為1。代碼如下:

SELECT quantity FROM products WHERE id=3; UPDATE products SET quantity = 1 WHERE id=3;

為什么不安全呢?

少量的狀況下或許不會(huì)有問(wèn)題，但是大量的數(shù)據(jù)存取「鐵定」會(huì)出問(wèn)題。如果我們需要在quantity>0 的情況下才能扣庫(kù)存，假設(shè)程序在第一行SELECT 讀到的quantity 是2 ，看起來(lái)數(shù)字沒(méi)有錯(cuò)，但是當(dāng)MySQL 正準(zhǔn)備要UPDATE 的時(shí)候，可能已經(jīng)有人把庫(kù)存扣成0 了，但是程序卻渾然不知，將錯(cuò)就錯(cuò)的UPDATE 下去了。因此必須透過(guò)的事務(wù)機(jī)制來(lái)確保讀取及提交的數(shù)據(jù)都是正確的。

于是我們?cè)贛ySQL 就可以這樣測(cè)試，代碼如下:

SET AUTOCOMMIT=0; BEGIN WORK; SELECT quantity FROM products WHERE id=3 FOR UPDATE;

此時(shí)products 數(shù)據(jù)中id=3 的數(shù)據(jù)被鎖住(注3)，其它事務(wù)必須等待此次事務(wù) 提交后才能執(zhí)行

SELECT * FROM products WHERE id=3 FOR UPDATE 

如此可以確保quantity 在別的事務(wù)讀到的數(shù)字是正確的。

UPDATE products SET quantity = '1' WHERE id=3 ; COMMIT WORK;

提交(Commit)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，products 解鎖。

注1: BEGIN/COMMIT 為事務(wù)的起始及結(jié)束點(diǎn)，可使用二個(gè)以上的MySQL Command 視窗來(lái)交互觀察鎖定的狀況。

注2: 在事務(wù)進(jìn)行當(dāng)中，只有SELECT ... FOR UPDATE 或LOCK IN SHARE MODE 同一筆數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)等待其它事務(wù)結(jié)束后才執(zhí)行，一般SELECT ... 則不受此影響。

注3: 由于InnoDB 預(yù)設(shè)為Row-level Lock，數(shù)據(jù)列的鎖定可參考這篇。

注4: InnoDB 表單盡量不要使用LOCK TABLES 指令，若情非得已要使用，請(qǐng)先看官方對(duì)于InnoDB 使用LOCK TABLES 的說(shuō)明，以免造成系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生死鎖。

更高級(jí)用法

如果我們需要先查詢，后更新數(shù)據(jù)的話，最好可以這樣使用語(yǔ)句：

UPDATE products SET quantity = '1' WHERE id=3 AND quantity > 0;

這樣，可以不用添加事物就可處理。

mysql處理高并發(fā)，防止庫(kù)存超賣(mài)

看到了一篇非常好的文章，特轉(zhuǎn)此學(xué)習(xí)。

今天王總又給我們上了一課，其實(shí)mysql處理高并發(fā)，防止庫(kù)存超賣(mài)的問(wèn)題，在去年的時(shí)候，王總已經(jīng)提過(guò)；但是很可惜，即使當(dāng)時(shí)大家都聽(tīng)懂了，但是在現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)中，還是沒(méi)這方面的意識(shí)。今天就我的一些理解，整理一下這個(gè)問(wèn)題，并希望以后這樣的課程能多點(diǎn)。

先來(lái)就庫(kù)存超賣(mài)的問(wèn)題作描述：一般電子商務(wù)網(wǎng)站都會(huì)遇到如團(tuán)購(gòu)、秒殺、特價(jià)之類的活動(dòng)，而這樣的活動(dòng)有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是訪問(wèn)量激增、上千甚至上萬(wàn)人搶購(gòu)一個(gè)商品。然而，作為活動(dòng)商品，庫(kù)存肯定是很有限的，如何控制庫(kù)存不讓出現(xiàn)超買(mǎi)，以防止造成不必要的損失是眾多電子商務(wù)網(wǎng)站程序員頭疼的問(wèn)題，這同時(shí)也是最基本的問(wèn)題。

從技術(shù)方面剖析，很多人肯定會(huì)想到事務(wù)，但是事務(wù)是控制庫(kù)存超賣(mài)的必要條件，但不是充分必要條件。

舉例：

總庫(kù)存：4個(gè)商品

請(qǐng)求人：a、1個(gè)商品 b、2個(gè)商品 c、3個(gè)商品

程序如下：

beginTranse(開(kāi)啟事務(wù))
try{
 $result = $dbca->query('select amount from s_store where postID = 12345');
 if(result->amount > 0){
  //quantity為請(qǐng)求減掉的庫(kù)存數(shù)量
  $dbca->query('update s_store set amount = amount - quantity where postID = 12345');
 }
}catch($e Exception){
 rollBack(回滾)
}
commit(提交事務(wù))

以上代碼就是我們平時(shí)控制庫(kù)存寫(xiě)的代碼了，大多數(shù)人都會(huì)這么寫(xiě)，看似問(wèn)題不大，其實(shí)隱藏著巨大的漏洞。數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)其實(shí)就是對(duì)磁盤(pán)文件的訪問(wèn)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的表其實(shí)就是保存在磁盤(pán)上的一個(gè)個(gè)文件，甚至一個(gè)文件包含了多張表。例如由于高并發(fā)，當(dāng)前有三個(gè)用戶a、b、c三個(gè)用戶進(jìn)入到了這個(gè)事務(wù)中，這個(gè)時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)共享鎖，所以在select的時(shí)候，這三個(gè)用戶查到的庫(kù)存數(shù)量都是4個(gè)，同時(shí)還要注意，mysql innodb查到的結(jié)果是有版本控制的，再其他用戶更新沒(méi)有commit之前(也就是沒(méi)有產(chǎn)生新版本之前)，當(dāng)前用戶查到的結(jié)果依然是就版本；

然后是update，假如這三個(gè)用戶同時(shí)到達(dá)update這里，這個(gè)時(shí)候update更新語(yǔ)句會(huì)把并發(fā)串行化，也就是給同時(shí)到達(dá)這里的是三個(gè)用戶排個(gè)序，一個(gè)一個(gè)執(zhí)行，并生成排他鎖，在當(dāng)前這個(gè)update語(yǔ)句commit之前，其他用戶等待執(zhí)行，commit后，生成新的版本；這樣執(zhí)行完后，庫(kù)存肯定為負(fù)數(shù)了。但是根據(jù)以上描述，我們修改一下代碼就不會(huì)出現(xiàn)超買(mǎi)現(xiàn)象了，代碼如下：

beginTranse(開(kāi)啟事務(wù))
try{
 //quantity為請(qǐng)求減掉的庫(kù)存數(shù)量
 $dbca->query('update s_store set amount = amount - quantity where postID = 12345');
 $result = $dbca->query('select amount from s_store where postID = 12345');
 if(result->amount  0){
  throw new Exception('庫(kù)存不足');
 }
}catch($e Exception){
 rollBack(回滾)
}
commit(提交事務(wù))

另外，更簡(jiǎn)潔的方法：

beginTranse(開(kāi)啟事務(wù))
try{
 //quantity為請(qǐng)求減掉的庫(kù)存數(shù)量
 $dbca->query('update s_store set amount = amount - quantity where amount>=quantity and postID = 12345');
}catch($e Exception){
 rollBack(回滾)
}
commit(提交事務(wù))

1、在秒殺的情況下，肯定不能如此高頻率的去讀寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)嚴(yán)重造成性能問(wèn)題的。

必須使用緩存，將需要秒殺的商品放入緩存中，并使用鎖來(lái)處理其并發(fā)情況。當(dāng)接到用戶秒殺提交訂單的情況下，先將商品數(shù)量遞減（加鎖/解鎖）后再進(jìn)行其他方面的處理，處理失敗在將數(shù)據(jù)遞增1（加鎖/解鎖），否則表示交易成功。
當(dāng)商品數(shù)量遞減到0時(shí)，表示商品秒殺完畢，拒絕其他用戶的請(qǐng)求。

2、這個(gè)肯定不能直接操作數(shù)據(jù)庫(kù)的，會(huì)掛的。直接讀庫(kù)寫(xiě)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)壓力太大，要用緩存。

把你要賣(mài)出的商品比如10個(gè)商品放到緩存中；然后在memcache里設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)記錄請(qǐng)求數(shù)，這個(gè)請(qǐng)求書(shū)你可以以你要秒殺賣(mài)出的商品數(shù)為基數(shù)，比如你想賣(mài)出10個(gè)商品，只允許100個(gè)請(qǐng)求進(jìn)來(lái)。那當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到100的時(shí)候，后面進(jìn)來(lái)的就顯示秒殺結(jié)束，這樣可以減輕你的服務(wù)器的壓力。然后根據(jù)這100個(gè)請(qǐng)求，先付款的先得后付款的提示商品以秒殺完。

3、首先，多用戶并發(fā)修改同一條記錄時(shí)，肯定是后提交的用戶將覆蓋掉前者提交的結(jié)果了。

這個(gè)直接可以使用加鎖機(jī)制去解決，樂(lè)觀鎖或者悲觀鎖。

樂(lè)觀鎖:，就是在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)一個(gè)版本號(hào)的字段，每次修改都使其+1，這樣在提交時(shí)比對(duì)提交前的版本號(hào)就知道是不是并發(fā)提交了，但是有個(gè)缺點(diǎn)就是只能是應(yīng)用中控制，如果有跨應(yīng)用修改同一條數(shù)據(jù)樂(lè)觀鎖就沒(méi)辦法了，這個(gè)時(shí)候可以考慮悲觀鎖。

悲觀鎖:，就是直接在數(shù)據(jù)庫(kù)層面將數(shù)據(jù)鎖死，類似于oralce中使用select xxxxx from xxxx where xx=xx for update，這樣其他線程將無(wú)法提交數(shù)據(jù)。

除了加鎖的方式也可以使用接收鎖定的方式，思路是在數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)計(jì)一個(gè)狀態(tài)標(biāo)識(shí)位，用戶在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改前，將狀態(tài)標(biāo)識(shí)位標(biāo)識(shí)為正在編輯的狀態(tài)，這樣其他用戶要編輯此條記錄時(shí)系統(tǒng)將發(fā)現(xiàn)有其他用戶正在編輯，則拒絕其編輯的請(qǐng)求，類似于你在操作系統(tǒng)中某文件正在執(zhí)行，然后你要修改該文件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提醒你該文件不可編輯或刪除。

4、不建議在數(shù)據(jù)庫(kù)層面加鎖，建議通過(guò)服務(wù)端的內(nèi)存鎖（鎖主鍵）。當(dāng)某個(gè)用戶要修改某個(gè)id的數(shù)據(jù)時(shí)，把要修改的id存入memcache，若其他用戶觸發(fā)修改此id的數(shù)據(jù)時(shí)，讀到memcache有這個(gè)id的值時(shí)，就阻止那個(gè)用戶修改。

5、實(shí)際應(yīng)用中，并不是讓mysql去直面大并發(fā)讀寫(xiě)，會(huì)借助“外力”，比如緩存、利用主從庫(kù)實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離、分表、使用隊(duì)列寫(xiě)入等方法來(lái)降低并發(fā)讀寫(xiě)。

悲觀鎖和樂(lè)觀鎖

首先，多用戶并發(fā)修改同一條記錄時(shí)，肯定是后提交的用戶將覆蓋掉前者提交的結(jié)果了。這個(gè)直接可以使用加鎖機(jī)制去解決，樂(lè)觀鎖或者悲觀鎖。

悲觀鎖(Pessimistic Lock), 顧名思義，就是很悲觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都認(rèn)為別人會(huì)修改，所以每次在拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都會(huì)上鎖，這樣別人想拿這個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)block直到它拿到鎖。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)里邊就用到了很多這種鎖機(jī)制，比如行鎖，表鎖等，讀鎖，寫(xiě)鎖等，都是在做操作之前先上鎖。

樂(lè)觀鎖(Optimistic Lock), 顧名思義，就是很樂(lè)觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都認(rèn)為別人不會(huì)修改，所以不會(huì)上鎖，但是在更新的時(shí)候會(huì)判斷一下在此期間別人有沒(méi)有去更新這個(gè)數(shù)據(jù)，可以使用版本號(hào)等機(jī)制。樂(lè)觀鎖適用于多讀的應(yīng)用類型，這樣可以提高吞吐量，像數(shù)據(jù)庫(kù)如果提供類似于write_condition機(jī)制的其實(shí)都是提供的樂(lè)觀鎖。

兩種鎖各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能單純的定義哪個(gè)好于哪個(gè)。樂(lè)觀鎖比較適合數(shù)據(jù)修改比較少，讀取比較頻繁的場(chǎng)景，即使出現(xiàn)了少量的沖突，這樣也省去了大量的鎖的開(kāi)銷(xiāo)，故而提高了系統(tǒng)的吞吐量。但是如果經(jīng)常發(fā)生沖突（寫(xiě)數(shù)據(jù)比較多的情況下），上層應(yīng)用不不斷的retry，這樣反而降低了性能，對(duì)于這種情況使用悲觀鎖就更合適。

實(shí)戰(zhàn)

對(duì)這個(gè)表的 amount 進(jìn)行修改，開(kāi)兩個(gè)命令行窗口

第一個(gè)窗口A;

SET AUTOCOMMIT=0; BEGIN WORK; SELECT * FROM order_tbl WHERE order_id='124' FOR UPDATE;

第二個(gè)窗口B：

# 更新訂單ID 124 的庫(kù)存數(shù)量
UPDATE `order_tbl` SET amount = 1 WHERE order_id = 124;

我們可以看到窗口A加了事物，鎖住了這條數(shù)據(jù)，窗口B執(zhí)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題：

第一個(gè)窗口完整的提交事物：

SET AUTOCOMMIT=0; BEGIN WORK; SELECT * FROM order_tbl WHERE order_id='124' FOR UPDATE;
UPDATE `order_tbl` SET amount = 10 WHERE order_id = 124;
COMMIT WORK;

mysql處理高并發(fā)，防止庫(kù)存超賣(mài)，以上就是本篇文章的全部?jī)?nèi)容，如果大家還有不明白的可以在下方留言討論。