[黑马点评]关于原子性，锁的笔记

不得不说，黑马点评是一个非常不错的课程，对于线程安全方面的讲解十分详细且明朗，故写下这篇笔记方便复习及帮助后人（）

目标

我们的目标是对于大量对于优惠劵的访问时，要防止超卖问题以及一人多单问题。

单JVM(非集群)

非集群的话解决方式很简单：

1.超卖问题

问题出在我们每次操作完查询优惠劵数量时，准备将优惠劵数量减一时，这个间隔出现了大量的其他线程进行同样操作，把优惠劵减到了0以下：

解决方式也很简单：

在减操作时同时检测当时的数量是否大于0即可：

        boolean success = seckillVoucherService
                .update().setSql("stock = stock - 1")
                .eq("voucher_id", voucherId)
                .gt("stock",0)
                .update();
        if(!success){
            return Result.fail("已抢光！");
        }

如果大于0，说明当前的确有剩下，反正说明没有了，就返回报错。

这里利用的是数据库操作的原子性，我们之所以会出错，就是因为我们的查询和操作之间有间隔，但是数据库操作时会加锁，数据库的查询与操作是具有原子性的！

这样就能利用数据库的原子性来帮助我们变相“加锁”

这样的话仍然是并行，效率较高，属于乐观锁

如果采用悲观锁的话，只能像之前用互斥锁那样来手动变成串行，效率较低,不建议使用。

2.一人一单

这里的思路很明确：在购买之前手动查数据库看看是不是已经买过了。

但是同样存在线程问题：你的查询和购买存在间隙，可能你查的时候你还没买，正在买时另一个线程已经买完了提交了，那么你就买了两张

怎么解决呢？手动在查询和购买之间加锁：

    @Transactional
    public Result getResult(Long voucherId) {
        synchronized (userId.toString().intern()) {
            long userId = UserHolder.getUser().getId();
            int cnt = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
            if (cnt > 0) {
                return Result.fail("已经购买过!");
            }

            boolean success = seckillVoucherService
                    .update().setSql("stock = stock - 1")
                    .eq("voucher_id", voucherId)
                    .gt("stock", 0)
                    .update();
            if (!success) {
                return Result.fail("已抢光！");
            }
            long orderId = redisIdGenerator.nextId("order");

            VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
            voucherOrder.setId(orderId);
            voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
            voucherOrder.setUserId(userId);
            save(voucherOrder);
            return Result.ok(orderId);
        }
    }

这样子看上去的确防止了这种问题

但是我们对这个方法开启了事务处理：

在执行完这个方法后，

锁被释放，但是事务还没有提交！！！

那么数据库的操作还没有被提交！！！

这个间隙就可能会被其他线程进入，继续操作！！！

那么我们的锁就要包括整个方法，让这个方法从头到尾完全执行完之后才能释放锁！

    synchronized (userId.toString().intern()) {
        IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
        return proxy.getResult(voucherId);
    }

改成这样即可

这里为什么要手动获取代理对象呢？

原因在于，只有 getResult是被@Transactional代理的，但你直接

return getResult(voucherId)实际上是 returbn this.getResult(voucherId)，返回的是直接调用而不是通过代理对象导入（我写过一篇关于代理的文章）

所以要手动从代理处调用

这样即可解决一人一单问题。

集群的问题

1.误删问题

误删是指当线程A堵塞，导致锁超时自动释放时，线程B开始获取锁进行工作，就在工作中，堵塞的线程A苏醒并完成了工作释放了锁，线程C就会进入与正在工作的线程B竞争，引发安全问题。

解决方案非常简单:对于每一把锁赋予创建线程的唯一标识，只有具有该标识的线程才能释放该锁：


@Component
public class SimpleRedisLock {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    static final String uuid = UUID.randomUUID().toString() + "-";

    public boolean tryLock(String name, Long expireTime) {
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        //threadId区分线程，uuid区分JVM
        String key = "lock:" + name ;
        Boolean b = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, uuid + threadId, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
        return Boolean.TRUE.equals(b);
    }

    public void unlock(String name) {
        String key = "lock:" + name;
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        String id = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (id == uuid + threadId) {
            redisTemplate.delete(key);
        }

    }

}

UUID是static，这样的话同一个JVM的uuid就相同了，uuid用来区分不同JVM，而threadId用来区分不同的线程。

这样就貌似保证了在集群环境下每把锁只能解锁自己获取的锁。

2.原子性问题

但是这样还可能有一个问题：

假如一个线程判断完了线程属于自己，正准备释放锁时，被阻塞了（GC等），时间长到了触发了锁的自动释放，就会有另外一个线程获得锁并进入。

这时假如阻塞线程苏醒，那它就会立刻释放锁：因为之前判断过了：就会放进其他线程造成安全问题。

但实际上这种情况并不会发生（黑马点评例子没举好）：

因为我们的锁标识是threadId+uuid，阻塞线程想要释放锁执行的是：

public void unlock(String name) {
        String key = "lock:" + name;
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        String id = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (id == uuid + threadId) {
            redisTemplate.delete(key);
        }

    }

就算是删也是根据这个锁的唯一标识（threadId + uuid）来删，根本不会误删其它线程的锁.

但是，如果无法保证查询和操作的原子性，就存在安全性问题，还是需要解决,思路也很简单，让数据库帮我们查询和删除，因为数据库操作是有原子性的！

这里我们就需要Redis执行Lua脚本来实现同时查询和删除！

if(redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1]) then
    return redis.call('del',KEYS[1])
end
return 0

Lua的语法建议学一下

将脚本存储到resources中

修改锁代码:


@Component
public class SimpleRedisLock {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    static final String uuid = UUID.randomUUID().toString() + "-";
    static final DefaultRedisScript<Long> script;
    static {
        script = new DefaultRedisScript<>();
        script.setResultType(Long.class);
        script.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));
    }

    public boolean tryLock(String name, Long expireTime) {
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        //threadId区分线程，uuid区分JVM
        String key = "lock:" + name ;
        Boolean b = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, uuid + threadId, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
        return Boolean.TRUE.equals(b);
    }

    public void unlock(String name) {
        String key = "unlock:" + name ;
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        redisTemplate.execute(script, Collections.singletonList(key),uuid + threadId);
    }

}

即可完美解决原子性问题.