数据库资源竞争原理及解决办法（附代码和测试用例）

资源竞争简介

在多线程环境中，大家耳熟能详的是死锁，活锁。还有一个容易被忽略的是资源竞争（race condition）。这三个在很大程度上是非常相似的，这里不展开详述。

在开发过程中，相信有些人遇到过类似的场景：两个用户下单成功了，库存只少了一个。原理其实很简单，由多个线程对同一个资源进行读写引起。比如线程A读到了未提交的数据，然后继续操作这个脏数据，最后将结果写入到了数据库。

事务和锁

我们很容易想到通过事务隔离机制来对避免脏读。例如通过Spring 注解。当然这是第一步，申明成事务后，它确实已经按事务运行，但部署之后仍会发现上述问题。

这里需要注意的是，多线程环境下它可能会读到“旧”值（注意和脏读区分），例如两个线程同时进入了这个方法；或者上一个线程未完成提交，新的进程又进入了。毕竟，事务并不提供互斥锁。到这一步，接下来要做的就简单明了了

通过锁来控制。首先排除Java内置的锁，分布式环境很难控制，粒度不好掌握也影响性能。数据库提供了不同级别的锁，库锁，表锁，行锁。在这里，我们要用的是行锁。很多做web开发的可能对行锁并不太了解，具体可以查阅官方文档。

不同数据库的语法有些不同，MySQL中是“select *** for update”。要注意的是行锁要指定主键，否则会退化成表锁。

这样一步步分析下来，第一种解决方法就出来了。事务+行锁。

 public void rowLock() throws SQLException {
        Connection connection  = getDataSource().getConnection();

        boolean autoCommit = connection.getAutoCommit();
        connection.setAutoCommit(false);
        Statement statement = connection.createStatement();
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery("select * from stock where id = 1 and visible = 1 for update");
        resultSet.next();
        int current_value = resultSet.getInt("current_value");
        statement.execute("update stock set visible = 0 where id = 1");
        /**
         * do other things
         */
        try {
            Thread.sleep(100L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        statement.execute("update stock set current_value ="+ (current_value-1) +" where id = 1");
        statement.execute("update stock set visible = 1 where id = 1");
        connection.commit();
        connection.setAutoCommit(autoCommit);
    }

通过设置autocommit为false开启事务，使用“select for update”锁死一行记录，操作完成后，最后提交。

版本控制

除了事务和锁，还有另一种解决方案，加入版本号。

简单来说，我们的目标是避免读到过期数据，在这里，采用的办法是对操作采用一个版本号，每次操作版本号递增，如果在更新数据库的时候该数据的版本号未变化，则说明这一过程没有另外的线程在干扰。如果版本号已经变化，需要重试。

public int updateWithVersion(Connection connection) throws SQLException,IllegalStateException {
        Statement statement = connection.createStatement();
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery("select * from stock where id = 1");
        resultSet.next();
        int version = resultSet.getInt("version");
        int current_value = resultSet.getInt("current_value");

        /**
         * do other things
         */
        try {
            Thread.sleep(new Random().nextInt(100)+100L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        String sql = "update stock set current_value = %d,version = %d where id = 1 and version = %d";
        sql = String.format(sql,current_value-1,version+1,version);
        int result = statement.executeUpdate(sql);
        return result;

    }

完整代码附测试用例https://git.oschina.net/moyiguke/codefamily/blob/master/MysqlRaceCondition.java