(六)库存超卖案例实战——使用mysql分布式锁解决“超卖”问题

前言

本节内容是关于使用分布式锁解决并发访问“超卖”问题的最终篇，在前面的章节中我们介绍了使用mysql的行锁、乐观锁、悲观锁解决并发访问导致的超卖问题，存在的问题是行锁、乐观锁、悲观锁不太灵活，需要和具体的业务耦合到一起，不利于使用，本节内容我们通过mysql的唯一索引特性，数据不能重复插入，达到独占排它的基本要求，实现通用的分布式锁功能。

正文

创建表app_lock，用于实现分布式锁

- app_lock表

CREATE TABLE `app_lock` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `lock_name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '锁名称',
  `class_name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '类名',
  `method_name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '方法名称',
  `server_ip` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '服务器IP',
  `thread_name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '线程名称',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  `expire_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '过期时间',
  `remark` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '备注',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_lock_name` (`lock_name`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci COMMENT='应用锁';

PS:lock_name为锁名称，建立唯一索引，保证锁的唯一性，server_ip主机信息和thread_name线程号，可以将分布式锁扩展为可重入锁，expire_time过期时间，可通过定时任务或者消息中间键，自动释放锁。

表app_lock实体类创建

package com.ht.atp.plat.entity;

import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableField;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import java.io.Serializable;
import java.time.LocalDateTime;
import io.swagger.annotations.ApiModel;
import io.swagger.annotations.ApiModelProperty;
import lombok.Data;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;


@Data
@TableName("app_lock")
@ApiModel(value = "AppLock对象", description = "应用锁")
public class AppLock implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    @ApiModelProperty("ID")
    @TableId(value = "id", type = IdType.AUTO)
    private Long id;

    @ApiModelProperty("锁名称")
    @TableField("lock_name")
    private String lockName;

    @ApiModelProperty("类名")
    @TableField("class_name")
    private String className;

    @ApiModelProperty("方法名称")
    @TableField("method_name")
    private String methodName;

    @ApiModelProperty("服务器IP")
    @TableField("server_ip")
    private String serverIp;

    @ApiModelProperty("线程名称")
    @TableField("thread_name")
    private String threadName;

    @ApiModelProperty("创建时间")
    @TableField("create_time")
    private LocalDateTime createTime;

    @ApiModelProperty("过期时间")
    @TableField("expire_time")
    private LocalDateTime expireTime;

    @ApiModelProperty("备注")
    @TableField("remark")
    private String remark;


}

创建应用锁的加锁和解锁方法

- 实现代码

package com.ht.atp.plat.service.impl;

import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.ht.atp.plat.entity.AppLock;
import com.ht.atp.plat.mapper.AppLockMapper;
import com.ht.atp.plat.service.AppLockService;
import org.springframework.stereotype.Service;


@Service
public class AppLockServiceImpl extends ServiceImpl<AppLockMapper, AppLock> implements AppLockService {

    @Override
    public void lock(AppLock appLock) {
        try {
            this.baseMapper.insert(appLock);
        } catch (Exception ex) {
            // 获取锁失败，则重试
            try {
                Thread.sleep(50);
                this.lock(appLock);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    @Override
    public void unlock(AppLock appLock) {
        this.baseMapper.deleteById(appLock.getId());
    }
}

- 通过自旋的方式加锁

- 解锁直接将锁删除

实现扣减库存的业务代码

- 实现代码

    @Autowired
    private AppLockService appLockService;

    @Override
    public void checkAndReduceStock() {
        AppLock appLock = new AppLock();
        appLock.setLockName("lock");
        appLock.setClassName(this.getClass().getName());
        appLock.setMethodName("checkAndReduceStock");
        appLock.setServerIp("127.0.0.1");
        appLock.setThreadName(Thread.currentThread().getName());
        appLock.setCreateTime(LocalDateTime.now());
        appLock.setExpireTime( LocalDateTime.now().plusSeconds(30));
        appLock.setRemark("这是一个测试用锁！");
        try {
            // 加锁
            appLockService.lock(appLock);

            // 查询库存
            WmsStock wmsStock = baseMapper.selectById(1L);
            // 验证库存大于0再扣减库存
            if (wmsStock != null && wmsStock.getStockQuantity() > 0) {
                wmsStock.setStockQuantity(wmsStock.getStockQuantity() - 1);
                baseMapper.updateById(wmsStock);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 解锁
            appLockService.unlock(appLock);
        }


    }

启动7000、7001、7002服务器，并将库存设置为10000

启动jmeter压测扣减库存接口

最终压测结果

- 库存扣减为：0

- 压测结果：平均响应时间3461ms,每秒钟的吞吐量为27，性能相比redis和zookeeper锁，性能相差不少。

关于mysql分布式锁的几点总结

- mysql数据库存在单点故障，一旦数据库宕机，将导致应用锁不可用，可通过搭建主备数据库保证高可用

- 没有实现自动释放锁：可通过定时任务扫描应用锁数据，如果过期时间小于当前时间，将锁删除掉；或者通过消息中间件去删除锁

- 锁是非重入的：可以通过使用主机信息、端口号、线程号等信息判断是否是同一个线程，如果是同一个线程，则锁可重入

- mysql数据库分布式锁性能一般，不及redis和zookeeper分布式锁，使用简单