問題背景:
假設MySQL數據庫有一張會員表vip_member(InnoDB表),結構如下:
當一個會員想續買會員(只能續買1個月、3個月或6個月)時,必須滿足以下業務要求:
•如果end_at早於當前時間,則設置start_at為當前時間,end_at為當前時間加上續買的月數
•如果end_at等於或晚於當前時間,則設置end_at=end_at+續買的月數
•續買後active_status必須為1(即被激活)
問題分析:
對於上面這種情況,我們一般會先SELECT查出這條記錄,然後根據查出記錄的end_at再UPDATE start_at和end_at,偽代碼如下(為uid是1001的會員續1個月):
復制代碼 代碼如下:
vipMember = SELECT * FROM vip_member WHERE uid=1001 LIMIT 1 # 查uid為1001的會員
if vipMember.end_at < NOW():
UPDATE vip_member SET start_at=NOW(), end_at=DATE_ADD(NOW(), INTERVAL 1 MONTH), active_status=1, updated_at=NOW() WHERE uid=1001
else:
UPDATE vip_member SET end_at=DATE_ADD(end_at, INTERVAL 1 MONTH), active_status=1, updated_at=NOW() WHERE uid=1001
假如同時有兩個線程執行上面的代碼,很顯然存在“數據覆蓋”問題(即一個是續1個月,一個續2個月,但最終可能只續了2個月,而不是加起來的3個月)。
解決方案:
A、我想到的第一種方案是把SELECT和UPDATE合成一條SQL,如下:
復制代碼 代碼如下:
UPDATE vip_member
SET
start_at = CASE
WHEN end_at < NOW()
THEN NOW()
ELSE start_at
END,
end_at = CASE
WHEN end_at < NOW()
THEN DATE_ADD(NOW(), INTERVAL #duration:INTEGER# MONTH)
ELSE DATE_ADD(end_at, INTERVAL #duration:INTEGER# MONTH)
END,
active_status=1,
updated_at=NOW()
WHERE uid=#uid:BIGINT#
LIMIT 1;
So easy!
B、第二種方案:事務,即用一個事務來包裹上面的SELECT+UPDATE操作。
那麼是否包上事務就萬事大吉了呢?
顯然不是。因為如果同時有兩個事務都分別SELECT到相同的vip_member記錄,那麼一樣的會發生數據覆蓋問題。那有什麼辦法可以解決呢?難道要設置事務隔離級別為SERIALIZABLE,考慮到性能不現實。
我們知道InnoDB支持行鎖。查看MySQL官方文檔(innodb locking reads)了解到InnoDB在讀取行數據時可以加兩種鎖:讀共享鎖和寫獨占鎖。
讀共享鎖是通過下面這樣的SQL獲得的:
復制代碼 代碼如下:
SELECT * FROM parent WHERE NAME = 'Jones' LOCK IN SHARE MODE;
如果事務A獲得了先獲得了讀共享鎖,那麼事務B之後仍然可以讀取加了讀共享鎖的行數據,但必須等事務A commit或者roll back之後才可以更新或者刪除加了讀共享鎖的行數據。
復制代碼 代碼如下:
SELECT counter_field FROM child_codes FOR UPDATE;
UPDATE child_codes SET counter_field = counter_field + 1;
如果事務A先獲得了某行的寫共享鎖,那麼事務B就必須等待事務A commit或者roll back之後才可以訪問行數據。
顯然要解決會員狀態更新問題,不能加讀共享鎖,只能加寫共享鎖,即將前面的SQL改寫成如下:
復制代碼 代碼如下:
vipMember = SELECT * FROM vip_member WHERE uid=1001 LIMIT 1 FOR UPDATE # 查uid為1001的會員
if vipMember.end_at < NOW():
UPDATE vip_member SET start_at=NOW(), end_at=DATE_ADD(NOW(), INTERVAL 1 MONTH), active_status=1, updated_at=NOW() WHERE uid=1001
else:
UPDATE vip_member SET end_at=DATE_ADD(end_at, INTERVAL 1 MONTH), active_status=1, updated_at=NOW() WHERE uid=1001
另外這裡特別提醒下:UPDATE/DELETE SQL盡量帶上WHERE條件並在WHERE條件中設定索引過濾條件,否則會鎖表,性能可想而知有多差了。
C、第三種方案:樂觀鎖,類CAS機制
第二種加鎖方案是一種悲觀鎖機制。而且SELECT...FOR UPDATE方式也不太常用,聯想到CAS實現的樂觀鎖機制,於是我想到了第三種解決方案:樂觀鎖。
具體來說也挺簡單,首先SELECT SQL不作任何修改,然後在UPDATE SQL的WHERE條件中加上SELECT出來的vip_memer的end_at條件。如下:
復制代碼 代碼如下:
vipMember = SELECT * FROM vip_member WHERE uid=1001 LIMIT 1 # 查uid為1001的會員
cur_end_at = vipMember.end_at
if vipMember.end_at < NOW():
UPDATE vip_member SET start_at=NOW(), end_at=DATE_ADD(NOW(), INTERVAL 1 MONTH), active_status=1, updated_at=NOW() WHERE uid=1001 AND end_at=cur_end_at
else:
UPDATE vip_member SET end_at=DATE_ADD(end_at, INTERVAL 1 MONTH), active_status=1, updated_at=NOW() WHERE uid=1001 AND end_at=cur_end_at
這樣可以根據UPDATE返回值來判斷是否更新成功,如果返回值是0則表明存在並發更新,那麼只需要重試一下就好了。
方案比較:
三種方案各自優劣也許眾說紛纭,只說說我自己的看法:
•第一種方案利用一條比較復雜的SQL解決問題,不利於維護,因為把具體業務糅在SQL裡了,以後修改業務時不但需要讀懂這條SQL,還很有可能會修改成更復雜的SQL
•第二種方案寫獨占鎖,可以解決問題,但不常用
•第三種方案應該是比較中庸的解決方案,並且甚至可以不加事務,也是我個人推薦的方案
此外,樂觀鎖和悲觀鎖的選擇一般是這樣的(參考了文末第二篇資料):
•如果對讀的響應度要求非常高,比如證券交易系統,那麼適合用樂觀鎖,因為悲觀鎖會阻塞讀
•如果讀遠多於寫,那麼也適合用樂觀鎖,因為用悲觀鎖會導致大量讀被少量的寫阻塞
•如果寫操作頻繁並且沖突比例很高,那麼適合用悲觀寫獨占鎖