记一次CAS思想在实际项目中的应用

Posted 2020-11-27 kuangdw

记CAS思想在实际开发中的一次应用

可能我们大多数人都懂CAS的原理，但是在实际开发中却是比较少真正用到它。本人在一次实际开发中还就真用到了，但是最后采用的解决方案感觉还不是最好的。下面就分享一下我遇到的问题和采用的解决方案吧，希望对遇到同样问题的朋友起到一点点灵感启发。

---

一、CAS原理简介

CAS（compare and set）其实是一种乐观锁的思想，个人理解来看，感觉可以将其大体上可以分为三步：
（1）从数据库中拿到要更改的数据，这里就记为oldValue吧，然后令期望值expectedValue=oldValue
（2）修改值：newVlue=oldValue+100
（3）更新值：再从数据库中拿到要更新的那个数据，这里就叫做当前oldValue，如果当前oldvalue等于expectedValue，就set oldValue=newValue并返回
否则循环（1）（2）直到当前oldValue等于expectedValue，然后再set oldValue=newValue并返回。

---

二、问题描述

在一次实际项目中碰到这么个问题：
首先，有一个订单表order,然后订单号的生成规则为：订单号 = 当前日期 + 0000 + 0001，如今天的第一笔订单的订单号为2020043000000001。然后后面的订单号单调递增，注意，order表中的订单号是唯一的。对于这个问题，我们可能首先想到的解决方法是使用redis+设置过期时间来解决，即每天凌晨产生当天的第一个订单号如2020043000000000，然后根据新产生的订单依次递增订单号。这种方法很容易想到，但是个人感觉redis中的订单号与数据库中order表中的订单号的一致性不是很好控制，所以没有采用这种方案。

---

三、个人采用的解决方案

（1）创建两张表，订单表order，还有生成订单号的表produce_orderid；
（2）order表用来存储订单信息，produce_orderid表只有有两个字段：orderdate，maxorderid。orderdate代表当期日期，maxorderid为当天最大订单号；
（3）所以根据个人在（一）中简述的CAS原理，就知道如何用代码解决了这个问题了；

这里附上新增订单方法的伪代码吧：

@Transactional //两个表中的操作是一个事务
public Result addOrder(Order order){
   1、if select from order where orderId = order.getOrderId()  == null？  成立则return 订单已存在，否则往下走
   2、if select from produce_orderid == null ?    
      成立则：insert into produce_orderid values(2020-04-30,2020043000000001)；
             insert into order values(2020043000000001,订单的其他信息...）;
             没有发生异常则返回成功，否则事务回滚返回失败
      否则往下走
   3、重点步骤：
      long oldvalue = select maxorderid from produce_orderid where orderdate =  Date;
      long newvalue = oldvalue + 1;
      flag = update produce_orderid set maxorderid = newvalue where orderdate =  Date and maxorderid=oldvalue;
      if(flag)  {   //如果更新成功说明没被他人改动，那么就在order表中新增订单并返回
           insert into order values(newvalue,其他信息);
           没有发生异常则返回成功，否则事务回滚返回失败;
          }
      //否则就说明被改动了，那么就进入循环
      while(flag != true){  //循环直到更新成功退出
           //将旧值+1，然后新值总比旧值大1
           oldvalue ++;
           newvalue = oldvalue + 1;
           flag = (update produce_orderid set maxorderid=newvalue where orderdate=Date and maxorderid=oldvalue;
         }
      //结束循环说明更新成功，就可以在order表中新增订单了
      insert into order values(newvalue,其他信息);
      没有发生异常则返回成功，否则事务回滚返回失败;
}

---

四、总结

解决方案的大致思想都在上面描述出来了，实际代码只需要将SQL语句转化成响应的业务逻辑就行了。总之，就是使用CAS的思想和事务控制来保证在多线程新增订单的情况下：1）不会有重复的订单号，2）order表中一天当中的最新的订单号与produce_orderid表中的当期日期的maxorderid要保证是相等的。再来谈谈这种方案的缺点吧，其实是挺明显：进行的数据库操作次数较多，不适合并发量大的情况。但是话又说回来了，一般订单的订单号（流水号）的生成方式不会按这样的规则来，流水号的生成往往都是使用时间戳+随机数的方式来生成，如果并发量很大，可以考虑将随机数的位数设置得大一些，这样就几乎不会产生冲突了。