高并发场景之一般解决方案

今天我们来了解一下一些高并发的业务场景如何做到数据一致性的。

一、场景：

1、有数据表：ConCurrency，

1 CREATE TABLE [dbo].[ConCurrency](
2     [ID] [int] NOT NULL,
3     [Total] [int] NULL
4 )

2、初始值：ID=1,Total = 0

3、现要求每一次客户端请求Total + 1

二、单线程

 1         static void Main(string[] args)
 2         {
 3             ...
 4             new Thread(Run).Start();
 5             ...
 6         }
 7 
 8         public static void Run()
 9         {
10             for (int i = 1; i <= 100; i++)
11             {
12                     var total = DbHelper.ExecuteScalar("Select Total from ConCurrency where Id = 1", null).ToString();
13                     var value = int.Parse(total) + 1;
14 
15                     DbHelper.ExecuteNonQuery(string.Format("Update ConCurrency Set Total = {0} where Id = 1", value.ToString()), null);
16                     Thread.Sleep(1);
17             }
18         }

2.1 按要求，正常情况下应该输出：100

2.2 运行结果

貌似没有问题。

三、多线程并发

3.1 Main改一下

1         static void Main(string[] args)
2         {
3             ...
4             new Thread(Run).Start();
5             new Thread(Run).Start();
6             ...
7         }

3.2 我们预期应该是要输出200

3.3 运行结果

很遗憾，却是150，造成这个结果的原因是这样的：T1、T2获取Total（假设此时值为10），T1更新一次或多次后，T2才更新（Total:10）

这就造成之前T1提交的被覆盖了

3.4 如何避免呢？一般做法加锁就可以了，如Run改成如下

 1         public static void Run()
 2         {
 3             for (int i = 1; i <= 100; i++)
 4             {
 5                 lock (resource)
 6                 {
 7                     var total = DbHelper.ExecuteScalar("Select Total from ConCurrency where Id = 1", null).ToString();
 8                     var value = int.Parse(total) + 1;
 9 
10                     DbHelper.ExecuteNonQuery(string.Format("Update ConCurrency Set Total = {0} where Id = 1", value.ToString()), null);
11                 }
12 
13                 Thread.Sleep(1);
14             }
15         }

3.5 再次运行

四、用队列实现

4.1、定义队列

static ConcurrentQueue<int> queue = new ConcurrentQueue<int>();

 1         /// <summary>生产者</summary>
 2         public static void Produce()
 3         {
 4             for (int i = 1; i <= 100; i++)
 5             {
 6                 queue.Enqueue(i);
 7             }
 8         }
 9 
10         /// <summary>消费者</summary>
11         public static void Consume()
12         {
13             int times;
14             while (queue.TryDequeue(out times))
15             {
16                 var total = DbHelper.ExecuteScalar("Select Total from ConCurrency where Id = 1", null).ToString();
17                 var value = int.Parse(total) + 1;
18 
19                 DbHelper.ExecuteNonQuery(string.Format("Update ConCurrency Set Total = {0} where Id = 1", value.ToString()), null);
20                 Thread.Sleep(1);
21             }
22         }

4.2 Main改一下

1         static void Main(string[] args)
2         {
3             ...
4             new Thread(Produce).Start();
5             new Thread(Produce).Start();
6             Consume();
7             ...
8         }

4.3 预期输出200，看运行结果

4.4 集群环境下测试，2台机器

有问题！最后运行的那台机器居然是379，数据库也是379。

这超出了我们的预期结果，看来即便加锁，对于高并发场景也是不能解决所有问题的

五、分布式队列

5.1 解决上边问题可以用分布式队列，这里用的是redis队列

 1         /// <summary>生产者</summary>
 2         public static void ProduceToRedis()
 3         {
 4             using (var client = RedisManager.GetClient())
 5             {
 6                 for (int i = 1; i <= 100; i++)
 7                 {
 8                     client.EnqueueItemOnList("EnqueueName", i.ToString());
 9                 }
10             }
11         }
12 
13         /// <summary>消费者</summary>
14         public static void ConsumeFromRedis()
15         {
16             using (var client = RedisManager.GetClient())
17             {
18                 while (client.GetListCount("EnqueueName") > 0)
19                 {
20                     if (client.SetValueIfNotExists("lock", "lock"))
21                     {
22                         var item = client.DequeueItemFromList("EnqueueName");
23                         var total = DbHelper.ExecuteScalar("Select Total from ConCurrency where Id = 1", null).ToString();
24                         var value = int.Parse(total) + 1;
25 
26                         DbHelper.ExecuteNonQuery(string.Format("Update ConCurrency Set Total = {0} where Id = 1", value.ToString()), null);
27 
28                         client.Remove("lock");
29                     }
30 
31                     Thread.Sleep(5);
32                 }
33             }
34         }

5.2 Main也要改改

 1         static void Main(string[] args)
 2         {
 3             ...
 4             new Thread(ProduceToRedis).Start();
 5             new Thread(ProduceToRedis).Start();
 6             Thread.Sleep(1000 * 10);
 7 
 8             ConsumeFromRedis();
 9             ...
10         }

5.3 在集群里再试试，2个都是400，没有错（因为每个站点开了2个线程）

可以看到数据完全正确！