超卖问题

常见写法安全性及效率分析

假设我们的商品表的schema是下面这样的：

CREATE TABLE `goods` (```

``` `id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT``` `'自增id'``,`

``` `name` varchar(256) NOT NULL DEFAULT``` `''` `COMMENT` `'商品名称'``,`

``` `available` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT``` `'0'` `COMMENT` `'库存剩余量'``,`

``` `stock` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT``` `'0'` `COMMENT` `'总库存量'``,`

```PRIMARY KEY (`id`)```

`) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT=``'商品表'

设置为字段无符号解决

num = select available from goods where id = xx ;
if(num > 0){
   affectRows = udpate goods set available = available - 1 where id = xx ;
   if(affectRows == 1){
       return ok ;
   }else{
       return fatal ;
   }
}

这种做法大家的想法是我们将库存字段设置成无符号类型，这样当库存字段在sql执行时候被置为负数的时候mysql就会报错，那么affectRow就会是0或者可以捕获到这个异常，从而实现并发下的数据安全。

解法释义

实际上这段代码是危险的，因为在不同版本的mysql和配置下，这段代码的表现完全不同。具体的情况会出现3种不同的结果：

• 代码正常运行，执行update的时候报错
• 代码最终执行结果出现了 -1
• 最终update操作之后，available变成了一个很大的数目

为什么会出现这三种情况呢？

我想在学习开始学习计算机的时候都讲过计算机的加减法计算方法。

思考一下，无符号2 减去 无符号3 在计算机中的运算是什么样的？

2 - 3 = 2 + (-3)

假设我们的计算机是4位的,2的补码表示:0010,-3的补码表示为1011

那么加和的结果是

0010

1011 +

------

1111 =

1111解释为有符号数是多少呢？ -1

1111解释为无符号数是多少呢？ 15

所以呢？如果mysql不做任何处理的话，你的无符号数减法的结果不会报错，最终你算出来的库存还是一个非常大的值(可怕)。
但是幸运的是mysql 后来的版本帮你做了这件事情(具体哪个版本我也不清楚)，所以如果是mysql做了无符号检测的话，如果减出的结果是负值，会报错，这是大多数人期待的结果。-1这种情况是需要你设置一下sqlmode的，这也是会出现的情况。

解法总结

• 这个办法很多人用的时候没问题，那只能说明可能是机缘巧合，但是对于业务代码而言，不能靠碰运气，需要消除不确定性、缩小迁移成本。
• 如果你想采用这种办法，辛苦你把你们msyql相应的版本及配置搞清楚，确定无符号在你所在的版本会出现什么结果。

select for update（感觉并不能保证原子性）

解法释义

读取时候就开始加排他锁也是网上常见的办法之一，具体实现如下：

begin tran ;
num = select avaliable from goods where id = xxx for update;
if (num >= 0){
   affectNum = udpate goods set available = available - 1 where id = xx ;
   commit ;
 return affectNum ;
}else{
 rollback ;
}

该解法在用户读取的时候对相应的数据加排他锁，保证自己在更新的时候该行的数据不会被别的进程更改.所有写请求及排他锁加锁都会被阻塞。

想想这样的情况，A进程执行过程中，出现死机的情况导致commit/rollback请求没有被发送到mysqlserver，那么所有请求都会锁等待。

解法总结

• 低流量可以采用这种办法来保证数据的安全性

• 性能低下，平均需要发送4次mysql请求，同时会造成所有同类请求锁等待。

  常见问题

• select for udpate 需要在显式的指定在事务代码块执行，不然不会起作用。很多网友都理所当然的人为select for update直接就可以加排他锁

• 排他锁的释放是在rollback/commit 动作完成才会释放，不是在update操作之后。mysql innodb执行两段锁协议，加锁阶段只加锁，解锁阶段只解锁。

采用事务，先查后写再查，确保没问题

解法释义

这时候的available设置为有符号类型，解决方案一的问题

begin tran ;

num = select available from goods where id = xx ;

if(num > 0){
   //实际需要关心这里的返回值，这里不考虑

   udpate goods set available = available - 1 where id = xx ;

   num_afterupdate = select available from goods where id = xx ;

   if(num_afterupdate < 0 ){

       rollback ;

   }else{

       commit ;

   }
}

这种解法区分于第一种的办法在于，加了事务、available类型更改、采用了更新后确认的形式，尝试解决问题。

我们都知道数据库的事务隔离级别有4种：
RU，RC，RR，Serializable。
我们常见的innodb中RR模式是可以保证可重复读，意思是在同一个事务内部，多次读取的结果是一致的。那么最后一次的读取对于RR隔离级别实际上是无效的。
RC模式下，这个代码是可用的，每次请求可以确保自己的进程不会超发。

解法总结

• RR、RC模式下结果不一致.RR下不可保证安全、RC可以。
• 性能不高，一次业务请求到mysql的转化为 1 : 5。
• 这种解法就像老奶奶锁门，总是不放心自己到底锁了没有，走了几步再回来看看，实际上有些时候是徒劳。

update语句增加available查询条件

解法释义

udpate goods set available = available - 1 where id = xx` `and` `available - 1 >= 0 ;

大家有的另一个误区是单条语句不是事务，实际上单条sql也是一个事务。-
问题的关键就集中在怎么证明这句的安全性的。-
我们都知道update操作对于id为主键索引的情况下，是会对数据加行锁。-
其实update操作在mysql内部也是一个先查后改的过程，这个过程如果是原子的，那么可以保证update语句是串行的，那我们就来看一下update语句在mysql内部的执行过程。-

那么对于上面这个语句，一样遵循两段锁协议。-
update执行的过程，会去查询满足条件的行并加锁，这个加锁是innodb做的，那么就可以保证别的事务必须等到该事务执行完了之后才能获得锁，此时拿到最新数据。

解法总结

• 语句安全、效率最优（我的认知里）

采用设置库存而不是扣减库存

这几天我把类似的文章几乎翻了一遍，唯一看到批评我的上一条做法的是我的那个做法是不具备幂等性的。

• 所谓幂等性就是，同一个用户对同一连接的访问不会产生副作用。比如上一条的方案，如果记录用户的操作和扣减库存不是原子操作的话，就有可能出现的问题是，库存扣减成功了，但是用户记录失败了，那么用户重复请求，就会出现多次减库存的问题。

那么他们的解法是这样的，采用设置而不是扣减，代码如下：

num_old = select available from goods where id = xx` `and` `available >= 1 ;
num_new = num_old - 1 ;
update goods set num=num_new where id=xx` `and` `num=num_old ;

这段代码也是安全的，采用的是乐观锁的理念来完成的操作。

总结

• 上面的做法，最后两个是相对安全的，但是你的库存字段还是要设置为无符号，关于是否幂等，要看结合请求看，不是单个扣减块代码。

引用

• 何登成的技术博客mysql udpate流程学习
• 幂等性做法来源使用设置库存代替库存扣减
• mysql 无符号问题