从构建分布式秒杀系统聊聊Lock锁使用中的坑

Posted 2020-11-10

前言

在单体架构的秒杀活动中，为了减轻DB层的压力，这里我们采用了Lock锁来实现秒杀用户排队抢购。然而很不幸的是尽管使用了锁，但是测试过程中仍然会超卖，执行了N多次发现依然有问题。输出一下代码吧，可能大家看的比较真切：

@Service("seckillService")
public class SeckillServiceImpl implements ISeckillService {
    /**
     * 思考：为什么不用synchronized
     * service 默认是单例的，并发下lock只有一个实例
     */
    private Lock lock = new ReentrantLock(true);//互斥锁 参数默认false，不公平锁
    @Autowired
    private DynamicQuery dynamicQuery;

    @Override
    @Transactional
    public Result  startSeckilLock(long seckillId, long userId) {
         try {
            lock.lock();
            //这里、不清楚为啥、总是会被超卖101、难道锁不起作用、lock是同一个对象
            String nativeSql = "SELECT number FROM seckill WHERE seckill_id=?";
            Object object =  dynamicQuery.nativeQueryObject(nativeSql, new Object[]{seckillId});
            Long number =  ((Number) object).longValue();
            if(number>0){
                nativeSql = "UPDATE seckill  SET number=number-1 WHERE seckill_id=?";
                dynamicQuery.nativeExecuteUpdate(nativeSql, new Object[]{seckillId});
                SuccessKilled killed = new SuccessKilled();
                killed.setSeckillId(seckillId);
                killed.setUserId(userId);
                killed.setState(Short.parseShort(number+""));
                killed.setCreateTime(new Timestamp(new Date().getTime()));
                dynamicQuery.save(killed);
            }else{
                return Result.error(SeckillStatEnum.END);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
        return Result.ok(SeckillStatEnum.SUCCESS);
    }
}

代码写在service层，bean默认是单例的，也就是说lock肯定是一个对象。感觉不放心，还是打印一下 lock.hashCode()，输出结果没问题。由于还有其他事情要做，最终还是带着疑问提交代码到码云。

追踪

如果想分享代码并使大家一起参与进来，一定要自荐，这样才会被更多的人发现。当然，如果有交流群一定要留下联系方式，这样讨论起来可能更方便。项目被推荐后，果然加群的小伙伴就多了。由于项目配置好相应参数就可以测试，并且每个点都有相应的文字注释，其中有心的小伙伴果然注意到了我写的注释<这里、不清楚为啥、总是会被超卖101、难道锁不起作用、lock是同一个对象>，然后提出了困扰自己好多天的问题。

码友zoain说，测试了好久终于发现了问题，原来lock锁是在事物单元中执行的。看到这里，小伙伴们有没有恍然大悟，反正我是悟了。这里，总结一下为什么会超卖101：秒杀开始后，某个事物在未提交之前，锁已经释放(事物提交是在整个方法执行完)，导致下一个事物读取到了上个事物未提交的数据，也就是传说中的脏读。此处给出的建议是锁上移，也就是说要包住整个事物单元。

AOP+锁

为了包住事物单元，这里我们使用AOP切面编程，当然你也可以上移到Control层。

自定义注解Servicelock：

@Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD})    
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)    
@Documented    
public  @interface Servicelock { 
     String description()  default "";
}

自定义切面LockAspect:

@Component
@Scope
@Aspect
public class LockAspect {
    /**
     * 思考：为什么不用synchronized
     * service 默认是单例的，并发下lock只有一个实例
     */
    private static  Lock lock = new ReentrantLock(true);//互斥锁 参数默认false，不公平锁  

    //Service层切点     用于记录错误日志
    @Pointcut("@annotation(com.itstyle.seckill.common.aop.Servicelock)")  
    public void lockAspect() {

    }

    @Around("lockAspect()")
    public  Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) { 
        lock.lock();
        Object obj = null;
        try {
            obj = joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        } finally{
            lock.unlock();
        }
        return obj;
    } 
}

切入秒杀方法：

@Service("seckillService")
public class SeckillServiceImpl implements ISeckillService {
    /**
     * 思考：为什么不用synchronized
     * service 默认是单例的，并发下lock只有一个实例
     */
    private Lock lock = new ReentrantLock(true);//互斥锁 参数默认false，不公平锁
    @Autowired
    private DynamicQuery dynamicQuery;

    @Override
    @Servicelock
    @Transactional
    public Result startSeckilAopLock(long seckillId, long userId) {
        //来自码云码友<马丁的早晨>的建议 使用AOP + 锁实现
        String nativeSql = "SELECT number FROM seckill WHERE seckill_id=?";
        Object object =  dynamicQuery.nativeQueryObject(nativeSql, new Object[]{seckillId});
        Long number =  ((Number) object).longValue();
        if(number>0){
            nativeSql = "UPDATE seckill  SET number=number-1 WHERE seckill_id=?";
            dynamicQuery.nativeExecuteUpdate(nativeSql, new Object[]{seckillId});
            SuccessKilled killed = new SuccessKilled();
            killed.setSeckillId(seckillId);
            killed.setUserId(userId);
            killed.setState(Short.parseShort(number+""));
            killed.setCreateTime(new Timestamp(new Date().getTime()));
            dynamicQuery.save(killed);
        }else{
            return Result.error(SeckillStatEnum.END);
        }
        return Result.ok(SeckillStatEnum.SUCCESS);
    }
}

所有的工作完成以后，我们来测试一下代码，意料之中，再也没有出现超卖的现象。然而，你以为就这么结束了么？细心的码友IM核米，又提出了以下问题：Spring 里的切片在未指定排序的时候，两个注解是随意执行的。如果事务在加锁前执行的话，是不是就会产生问题？

首先，由于自己实在没有时间去取证，最终还是码友IM核米完成了自问自答，这里引用下他的解释：

我说的没错，但 @Transactional 切片是特殊情况

1）多 AOP 之间的执行顺序在未指定时是 ：undefined ，官方文档并没有说一定会按照注解的顺序进行执行，只会按照 @ Order 的顺序执行。

可参考官方文档： 可以在页面里搜索 Command+F「7.2.4.7 Advice ordering」https://docs.spring.io/spring/docs/3.0.x/spring-framework-reference/html/aop.html#aop-ataspectj-advice-ordering

2）事务切面的 default Order 被设置为了 Ordered.LOWEST_PRECEDENCE，所以默认情况下是属于最内层的环切。

可参考官方文档： 可以在页面里搜索 Command+F「Table 10.2. tx:annotation-driven/ settings」 https://docs.spring.io/spring/docs/3.0.x/reference/transaction.html#transaction-declarative-txadvice-settings

总结

• 经验真的很重要，踩的坑多了也变走成了路
• 不要吝啬自己的总结成果，分享交流才能够促使大家共同进步
• 最好不要怀疑久经考验的Lock锁同志，很有可能是你使用的方式不对

思考

为什么没有用synchronized？

代码案例：从0到1构建分布式秒杀系统