1 基礎(chǔ)知識

在電商系統(tǒng)中扣減庫存是一步非常關(guān)鍵的操作，例如秒殺系統(tǒng)中一定要防止超賣情況出現(xiàn)，如果商家設(shè)置了100件庫存但是最后賣出1000件，這樣就會產(chǎn)生資金損失。在扣減庫存時一般使用如下語句：

udpate goods set stock = stock - #{acquire} 
where sku_id = #{skuId} and stock - #{acquire} >= 0

這條語句可以保護庫存資源防止超賣，我們不妨分析這條語句為什么生效。本文使用MySQL Innodb引擎進行演示，隔離級別為可重復(fù)讀。

1.1 共享鎖與排它鎖

共享鎖（share Lock）又被稱為讀鎖，實現(xiàn)共享鎖語句如下：

select lock in share mode

排它鎖（exclusive Lock）又被稱為寫鎖，實現(xiàn)排它鎖語句如下：

select for update
update
delete
insert

共享鎖與排它鎖兼容關(guān)系如下表：

我們通過實例分析上述兼容關(guān)系，首先建一張測試表并寫入測試數(shù)據(jù)：

CREATE TABLE `test_account` (
  `id` bigint(20) NOT NULL,
  `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
  `account` bigint(20) DEFAULT NULL,
  `version` bigint(20) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

insert  into `test_account`(`id`,`name`,`account`,`version`) values (1,'A',100,1);
insert  into `test_account`(`id`,`name`,`account`,`version`) values (2,'B',200,1);
insert  into `test_account`(`id`,`name`,`account`,`version`) values (3,'C',300,1);

(1) 讀讀兼容

共享鎖與共享鎖之間兼容，在如下實例中session1在t3時刻，session2在t4時刻執(zhí)行查詢均可以獲取預(yù)期結(jié)果：

(2) 讀寫互斥

共享鎖與排它鎖之間互斥，在如下實例中session1在t3時刻加共享鎖，可以正確讀取結(jié)果，但是session2在t4時刻嘗試加排它鎖，但是此時鎖被session1占有，session2需要等待，當session1長時間不釋放鎖時，session2拋出鎖超時異常：

(3) 寫寫互斥

排它鎖與排它鎖之間互斥，在如下實例中session1在t3時刻加排它鎖，可以正確讀取結(jié)果，但是session2在t4時刻嘗試加排它鎖，但是此時鎖被session1占有，session2需要等待，當session1長時間不釋放鎖時，session2拋出鎖超時異常：

1.2 當前讀與快照讀

MySQL Innodb存儲引擎實現(xiàn)基于多版本并發(fā)控制協(xié)議MVCC，在MVCC并發(fā)控制中讀操作可以分成快照讀與當前讀。

快照讀不需要加鎖，讀取的是記錄可見版本，有可能是歷史版本?？梢灶惐扔唵慰煺?，用戶下單之后商品價格發(fā)生了變化，但是訂單快照不會改變。實現(xiàn)當前讀語句如下：

select

當前讀需要加鎖，讀取的是記錄最新版本，加鎖保證了在讀取時，當前記錄不會被其它事務(wù)修改。實現(xiàn)當前讀語句如下：

select lock in share mode
select for update
update
delete
insert

我們通過一個實例分析快照讀和當前讀，session2在t4時刻修改記錄并在t5時刻提交，session1在t6時刻進行了快照讀，讀取的是本事務(wù)開始時結(jié)果100，在t7時刻進行了當前讀，讀取的是記錄最新版本結(jié)果101：

當前讀流程是怎么樣的呢？我們以update為例進行分析當前讀流程：

第一次程序?qū)嵗l(fā)出當前讀請求，存儲引擎返回滿足where條件的第一條記錄并加鎖，程序?qū)嵗侔l(fā)出更新請求，存儲引起操作完成響應(yīng)成功。依次執(zhí)行直到所有滿足where條件記錄執(zhí)行完成為止。

這里我們做一些引申，RR級別提供了兩種機制避免幻讀問題：第一種方式是快照讀，讀取的是當前事務(wù)開啟時的快照。第二種方式針對當前讀，防止幻讀依賴Next-Key Lock機制。

2 樂觀鎖原理

我們通過一個問題將上述知識整合起來：有兩個線程在同一時刻執(zhí)行如下語句，請問id=1這條記錄account值會不會成功扣減兩次？

update test_account set account = account - 100, version = version + 1 
where id = 1 and version = 1

上述語句使用了樂觀鎖，我們知道樂觀鎖就是對資源進行保護的，所以答案是不會扣減兩次，但是不能就此止步，需要結(jié)合第一章節(jié)知識進行進一步分析：

t2時刻session1和session2同時執(zhí)行update操作，由于update會加排它鎖，所以兩者只能有一個成功：session1成功，session2阻塞等待排它鎖釋放。

t3時刻session1提交事務(wù)釋放排它鎖，此時session2獲取到鎖進行當前讀，但是此時id=1記錄version值已經(jīng)變成了2，執(zhí)行語句已經(jīng)查詢不到待更新數(shù)據(jù)，所以沒有記錄發(fā)生更新。

3 扣減庫存原理

如果理解了第二章節(jié)樂觀鎖原理，那么扣減庫存原理已經(jīng)顯而易見，我們假設(shè)商品只剩下1件庫存，如果兩個線程同時執(zhí)行扣減庫存，會發(fā)生超賣的情況嗎？

t2時刻session1和session2同時執(zhí)行updatek扣減庫存，由于update會加排它鎖，所以兩者只能有一個成功：session1成功，session2阻塞等待排它鎖釋放。

t3時刻session1提交事務(wù)釋放排它鎖，此時session2獲取到鎖進行當前讀，但是此時商品1庫存已經(jīng)變?yōu)?，已經(jīng)不滿足（where stock - 1 >= 0）條件，執(zhí)行語句已經(jīng)查詢不到待更新數(shù)據(jù)，所以沒有記錄發(fā)生更新。

4 文章總結(jié)

第一我們分析了兩組基礎(chǔ)知識：共享鎖與排它鎖，快照讀與當前讀。第二我們將兩組基礎(chǔ)知識進行融合，分析了樂觀鎖如何生效。第三我們由樂觀鎖原理出發(fā)，最終理解了扣減庫存原理，希望本文對大家有所幫助。