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繼續(xù)解答星球水友提問。
| 沈老師，我們有個業(yè)務(wù)，同一個用戶在并發(fā)“查詢，邏輯計算，扣款”的情況下，余額可能出現(xiàn)不一致，請問有什么優(yōu)化方法么? |
扣款的業(yè)務(wù)場景是怎樣的?
用戶購買商品的過程中，要對余額進行查詢與修改，大致的業(yè)務(wù)流程如下：第一步，從數(shù)據(jù)庫查詢用戶現(xiàn)有余額：
- SELECT money FROM t_yue WHERE uid=$uid;
不妨設(shè)查詢出來的$old_money=100元。
第二步，業(yè)務(wù)層實施業(yè)務(wù)邏輯計算，比如：
- 先查詢購買商品的價格，例如是80元;
- 再查詢產(chǎn)品是否有活動，以及活動折扣，例如是9折;
- 比對余額是否足夠，足夠時才往下走;
- if($old_money> 80*0.9){
- $new_money=$old_money-80*0.9=28
- } else {
- return "Not enough minerals";
- }
第三步，將數(shù)據(jù)庫中的余額進行修改。
- UPDATE t_yue SET money=$new_money WHERE uid=$uid;
在并發(fā)量低的情況下，這個流程沒有任何問題，原有金額100元，購買了80元的九折商品(72元)，剩余28元。
同一個用戶，并發(fā)扣款可能出現(xiàn)什么問題?
在分布式環(huán)境中，如果并發(fā)量很大，這種“查詢+修改”的業(yè)務(wù)有一定概率出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致。
極限情況下，可能出現(xiàn)這樣的異常流程：
步驟一，業(yè)務(wù)1和業(yè)務(wù)2并發(fā)查詢余額，是100元。
畫外音：這些并發(fā)查詢，是在不同的站點實例/服務(wù)實例上完成的，進程內(nèi)互斥鎖肯定解決不了。
步驟二，業(yè)務(wù)1和業(yè)務(wù)2并發(fā)進行邏輯計算，算出各自業(yè)務(wù)的余額，假設(shè)業(yè)務(wù)1算出的余額是28元，業(yè)務(wù)2算出的余額是38元。
步驟三，業(yè)務(wù)1對數(shù)據(jù)庫中的余額先進行修改，設(shè)置成28元。業(yè)務(wù)2對數(shù)據(jù)庫中的余額后進行修改，設(shè)置成38元。
此時異常出現(xiàn)了，原有金額100元，業(yè)務(wù)1扣除了72元，業(yè)務(wù)2扣除了62元，最后剩余38元。
畫外音：假設(shè)業(yè)務(wù)1先寫回余額，業(yè)務(wù)2再寫回余額。
常見的解決方案?
對于此案例，同一個用戶，并發(fā)扣款時，有小概率會出現(xiàn)異常，可以對每一個用戶進行分布式鎖互斥，例如：在redis/zk里搶到一個key才能繼續(xù)操作，否則禁止操作。
這種悲觀鎖方案確實可行，但要引入額外的組件(redis/zk)，并且會降低吞吐量。
對于小概率的不一致，有沒有樂觀鎖的方案呢?
對并發(fā)扣款進行進一步的分析發(fā)現(xiàn)：
(1) 業(yè)務(wù)1寫回時，舊余額100，這是一個初始狀態(tài);新余額28，這是一個結(jié)束狀態(tài)。理論上只有在舊余額為100時，新余額才應(yīng)該寫回成功。
而業(yè)務(wù)1并發(fā)寫回時，舊余額確實是100，理應(yīng)寫回成功。
(2) 業(yè)務(wù)2寫回時，舊余額100，這是一個初始狀態(tài);新余額28，這是一個結(jié)束狀態(tài)。理論上只有在舊余額為100時，新余額才應(yīng)該寫回成功。
可實際上，這個時候數(shù)據(jù)庫中的金額已經(jīng)變?yōu)?8了，所以業(yè)務(wù)2的并發(fā)寫回，不應(yīng)該成功。
如何低成本實施樂觀鎖?
在set寫回的時候，加上初始狀態(tài)的條件compare，只有初始狀態(tài)不變時，才允許set寫回成功，Compare And Set(CAS)，是一種常見的降低讀寫鎖沖突，保證數(shù)據(jù)一致性的方法。
此時業(yè)務(wù)要怎么改?
使用CAS解決高并發(fā)時數(shù)據(jù)一致性問題，只需要在進行set操作時，compare初始值，如果初始值變換，不允許set成功。
具體到這個case，只需要將：
- UPDATE t_yue SET money=$new_money WHERE uid=$uid;
- 升級為：
- UPDATE t_yue SET money=$new_money WHERE uid=$uid AND money=$old_money;
即可。
并發(fā)操作發(fā)生時：業(yè)務(wù)1執(zhí)行：
- UPDATE t_yue SET money=28 WHERE uid=$uid AND money=100;
業(yè)務(wù)2執(zhí)行：
- UPDATE t_yue SET money=38 WHERE uid=$uid AND money=100;
這兩個操作同時進行時，只可能有一個執(zhí)行成功。
怎么判斷哪個并發(fā)執(zhí)行成功，哪個并發(fā)執(zhí)行失敗呢?
set操作，其實無所謂成功或者失敗，業(yè)務(wù)能通過affect rows來判斷：
- 寫回成功的，affect rows為1
- 寫回失敗的，affect rows為0
總結(jié)
高并發(fā)“查詢并修改”的場景，可以用CAS(Compare and Set)的方式解決數(shù)據(jù)一致性問題。對應(yīng)到業(yè)務(wù)，即在set的時候，加上初始條件的比對即可。
優(yōu)化不難，只改了半行SQL，但確實能解決問題。
但希望大家有收獲，思路比結(jié)論重要。
【本文為專欄作者“58沈劍”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】
名稱欄目：并發(fā)扣款，如何保證數(shù)據(jù)的一致性？
標題網(wǎng)址：http://m.5511xx.com/article/cccddeg.html
