1、传统锁回顾（Jvm本地锁，MySQL悲观锁、乐观锁）
目录
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- 1.1 从减库存聊起
- 1.2 环境准备
- 1.3 简单实现减库存
- 1.4 演示超卖现象
- 1.5 jvm锁
- 1.6 三种情况导致Jvm本地锁失效
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- 1、多例模式下，Jvm本地锁失效
- 2、Spring的事务导致Jvm本地锁失效
- 3、集群部署导致Jvm本地锁失效
- 1.7 mysql锁演示
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- 1、一个sql
1.1 从减库存聊起
多线程并发安全问题最典型的代表就是超卖现象
库存在并发量较大情况下很容易发生超卖现象，一旦发生超卖现象，就会出现多成交了订单而发不了货的情况。
场景：商品S库存余量为5时，用户A和B同时来购买一个商品，此时查询库存数都为5，库存充足则开始减库存
用户A：update db_stock set stock = stock - 1 where id = 1
用户B：update db_stock set stock = stock - 1 where id = 1
并发情况下，更新后的结果可能是4，而实际的最终库存量应该是3才对 ！！
1.2 环境准备
建表语句：
CREATE TABLE `db_stock` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`product_code` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '商品编号',
`stock_code` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '仓库编号',
`count` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '库存量',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
表中数据如下：
创建分布式锁demo工程：
目录结构
pom.xml
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
dependency>
<dependency>
<groupId>mysqlgroupId>
<artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
<version>5.1.46version>
dependency>
<dependency>
<groupId>com.baomidougroupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starterartifactId>
<version>3.4.3.4version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombokgroupId>
<artifactId>lombokartifactId>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-testartifactId>
<scope>testscope>
dependency>
dependencies>
application.yml配置文件：
server.port=10010
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://192.168.239.11:3306/atguigu_distributed_lock
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=houchen
DistributedLockApplication启动类：
@SpringBootApplication
@MapperScan("com.atguigu.distributed.lock.mapper")
public class DistributedLockApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DistributedLockApplication.class, args);
}
}
Stock实体类：
@Data
@TableName("db_stock")
public class Stock {
@TableId
private Long id;
private String productCode;
private String stockCode;
private Integer count;
}
StockMapper接口：
public interface StockMapper extends BaseMapper<Stock> {
}
1.3 简单实现减库存
@RestController
public class StockController {
@Autowired
private StockService stockService;
@GetMapping("stock/deduct")
public String deduct(){
this.stockService.deduct();
return "hello stock deduct！！";
}
}
@Service
public class StockService {
@Autowired
private StockMapper stockMapper;
public void deduct(){
// 先查询库存是否充足
Stock stock = this.stockMapper.selectById(1L);
// 再减库存
if (stock != null && stock.getCount() > 0){
stock.setCount(stock.getCount() - 1);
this.stockMapper.updateById(stock);
}
}
}
测试：
查看数据库：
在浏览器中一个一个访问时，每访问一次，库存量减1，没有任何问题。
1.4 演示超卖现象
使用jmeter压力测试工具，高并发下压测一下，添加线程组：并发100循环50次，即5000次请求。
启动测试，查看压力测试报告：
- Label 取样器别名，如果勾选Include group name ，则会添加线程组的名称作为前缀
- # Samples 取样器运行次数
- Average 请求（事务）的平均响应时间
- Median 中位数
- 90% Line 90%用户响应时间
- 95% Line 90%用户响应时间
- 99% Line 90%用户响应时间
- Min 最小响应时间
- Max 最大响应时间
- Error 错误率
- Throughput 吞吐率
- Received KB/sec 每秒收到的千字节
- Sent KB/sec 每秒收到的千字节
查看mysql数据库剩余库存数：还有4818
1.5 jvm锁
使用jvm锁（synchronized关键字或者ReetrantLock）试试：
/**
* 使用jvm锁来解决超卖问题
*/
public synchronized void deduct() {
// 先查询库存是否充足
Stock stock = this.stockMapper.selectById(1L);
// 再减库存
if (stock != null && stock.getCount() > 0) {
stock.setCount(stock.getCount() - 1);
this.stockMapper.updateById(stock);
}
}
重启tomcat服务，再次使用jmeter压力测试，效果如下：
可以看到，加锁之后，吞吐量减少了一倍多！
查看mysql数据库：
并没有发生超卖现象，完美解决。
原理
添加synchronized关键字之后，同一时刻只有一个请求能够获取到锁，并减库存。此时，所有请求只会one-by-one执行下去，也就不会发生超卖现象
1.6 三种情况导致Jvm本地锁失效
1、多例模式下，Jvm本地锁失效
原理：StockService有多个对象，不同的对象持有不同的锁，所以还是会有多个线程进入到 临界区 中
演示：
@Service
@Scope(value = "prototype",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class StockService {
@Autowired
private StockMapper stockMapper;
/**
* 使用jvm锁来解决超卖问题
*/
public synchronized void deduct() {
// 先查询库存是否充足
Stock stock = this.stockMapper.selectById(1L);
// 再减库存
if (stock != null && stock.getCount() > 0) {
stock.setCount(stock.getCount() - 1);
this.stockMapper.updateById(stock);
}
}
}
重启tomcat服务，再次使用jmeter压力测试，查看数据库，发现库存确实没有减到 0 ，发生超卖
2、Spring的事务导致Jvm本地锁失效
在加锁的地方加上 @Transactional 注解
@Transactional
public synchronized void deduct() {
// 先查询库存是否充足
Stock stock = this.stockMapper.selectById(1L);
// 再减库存
if (stock != null && stock.getCount() > 0) {
stock.setCount(stock.getCount() - 1);
this.stockMapper.updateById(stock);
}
}
重启tomcat服务，再次使用jmeter压力测试，查看数据库，发现库存确实没有减到 0 ，发生超卖
造成超卖的原因：
Spring事务默认的隔离级别是可重复读
解决办法
扩大锁的范围，将开启事务，提交事务也包括在锁的代码块中
@GetMapping("stock/deduct")
public String deduct(){
synchronized (this) {
this.stockService.deduct();
}
return "hello stock deduct！！";
}
3、集群部署导致Jvm本地锁失效
使用jvm锁在单工程单服务情况下确实没有问题，但是在集群情况下会怎样？
接下启动多个服务并使用nginx负载均衡
1）启动两个服务（端口号分别10010 10086），如下：
2）配置nginx 负载均衡
#user nobody;
worker_processes 1;
#error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;
#pid logs/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
upstream distributed {
server localhost:10010;
server localhost:10086;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://distributed;
}
}
}
3）在post中测试：http://localhost/stock/deduct （其中80是nginx的监听端口）
请求正常，说明nginx负载均衡起作用了
4） Jmeter压力测试
注意
- 先把数据库库存量还原到5000
- 重新配置访问路径 http://localhost:80/stock/deduct
两台机器时，吞吐量明显大于单个机器
查看数据库，库存不为0，表示多服务时，Jvm锁失效
5） 原因
每个服务都有自己的本地锁，所以无法锁住临界区，导致多线程的安全问题
1.7 mysql锁演示
除了使用jvm锁之外，还可以使用mysql自带的锁：悲观锁 或者 乐观锁