多线程超卖问题的解决方案：悲观锁与乐观锁

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@小白创作中心

多线程超卖问题的解决方案：悲观锁与乐观锁

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/qq_52351978/article/details/136413998

在多线程环境下，如何避免库存超卖问题？本文将从悲观锁和乐观锁两种解决方案入手，详细探讨这一问题的原理和实现方式。

1. 超卖问题

超卖问题通常出现在多线程环境中，当多个线程同时访问和修改共享资源时，可能会导致资源被过度消耗。具体来说，假设线程1查询库存发现库存大于1，正准备扣减库存时，线程2也查询到库存大于1并尝试扣减，最终导致库存被过度扣减。

2. 乐观锁解决方案

乐观锁的基本思想是认为线程冲突不会经常发生，因此在操作数据时不会立即加锁，而是假设操作能够成功。如果在提交数据时发现数据已被其他线程修改，则操作失败并重试。

解决原理

CAS（Compare and Swap）操作是乐观锁的一种实现方式。在多线程环境下，只有第一个执行CAS操作的线程能够成功修改库存信息，其他线程由于版本号不匹配而失败。这种机制可以有效避免多个线程同时修改库存信息的问题。

业务场景

在使用乐观锁时，如果多个线程同时获取到相同的库存值并尝试扣减，只有第一个线程能够成功，其他线程会因为版本号不匹配而失败。例如，如果有100个线程同时获取到库存为100，只有1个线程能成功扣减，其他线程都会失败。

弊端

使用乐观锁时，如果并发量很大，可能会导致很多操作失败，从而降低系统的整体性能。例如，即使库存有100个，但在高并发场景下，由于成功率低，最终库存可能仍然很高。

3. 悲观锁解决方案

悲观锁假设线程冲突经常发生，因此在操作数据前会先获取锁，确保线程串行执行。以下是使用悲观锁解决超卖问题的代码示例：

@Transactional
public Result createVoucherOrder(Long voucherId) {
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 5.1.查询订单
    int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
    // 5.2.判断是否存在
    if (count > 0) {
        // 用户已经购买过了
        return Result.fail("用户已经购买过一次！");
    }
    // 6.扣减库存
    boolean success = seckillVoucherService.update()
            .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1
            .eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0
            .update();
    if (!success) {
        // 扣减失败
        return Result.fail("库存不足！");
    }
    // 7.创建订单
    VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
    // 7.1.订单id
    long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
    voucherOrder.setId(orderId);
    // 7.2.用户id
    voucherOrder.setUserId(userId);
    // 7.3.代金券id
    voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
    save(voucherOrder);
    // 7.返回订单id
    return Result.ok(orderId);
}

注意事项

锁的对象需要调用intern()

当使用字符串常量或调用String类的intern()方法创建字符串时，会将字符串添加到字符串常量池中。而使用new String()创建字符串时，会在堆内存中创建一个新的字符串对象。
在多线程环境下，如果多个线程同时访问到相同的字符串，但创建了不同的字符串对象，会导致锁失效的问题。因此，需要确保锁的对象是同一个实例。

事务管理

如果将业务封装在A方法并在A方法使用锁，在B方法调用A方法的情况下，可能会在线程1释放锁之后提交事务的瞬间出现线程2获得锁并在线程1提交事务之前售卖库存的情况，导致超卖。因此最好在B方法调用A方法且将A整个锁住。
若A与B方法都在同一个类中且B调用A的情况下，需要通过手动获取动态代理对象去提交B的事务。这是因为当在同一个类中调用方法时，不会触发Spring的代理机制，导致事务注解@Transactional无效。为了解决这个问题，可以使用AopContext.currentProxy()来获取代理对象，通过代理对象调用方法，这样事务注解才会生效。