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高并发访问mysql时的问题(一):库存超减
如果在对某行记录的更新时不采取任何防范措施,在多线程访问时,就容易出现库存为负数的错误.
以下用php、mysql,apache ab工具举例说明:
mysql表结构
CREATE TABLE `yxt_test_concurrence` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `value` int(11) NOT NULL COMMENT ‘库存‘, PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_unicode_ci COMMENT=‘库存表‘;
CREATE TABLE `yxt_test_pv` ( `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, `val` int(255) DEFAULT NULL COMMENT ‘该线程读取到的库存数量‘, PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=351 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_unicode_ci COMMENT=‘访问记录表,每次访问都增加一条记录,并记录此次访问时的库存数‘;
在库存表中存入模拟库存500个.
在此,为方便,php采用TP框架:
public function tc(){ $this->tc = M("test_concurrence");//模拟商品的剩余数量 $this->pv = M("test_pv");//模拟访问次数 $res=$this->tc->field(‘value‘)->find(1);//查到的剩余数量 $value=$res[‘value‘]; if($value>0){//如果大于0,则进行下面的逻辑 $this->pv->data(array(‘val‘=>$value))->add();//这个是用来记录访问的次数,并记录此次访问时的库存数
M()->execute("UPDATE `yxt_test_concurrence` SET `value`=`value` - 1 WHERE `id` = 1"); //商品数量减1
}
}
使用ab工具模拟并发访问:
C:\Users\chenhui>ab -c 50 -n 500 http://study.com/course/Course/tc/This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1554214 $>Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/Benchmarking studyyxtcmf.com (be patient)Completed 100 requestsCompleted 200 requestsCompleted 300 requestsCompleted 400 requestsCompleted 500 requestsFinished 500 requestsServer Software: Apache/2.4.9Server Hostname: studyyxtcmf.comServer Port: 80Document Path: /course/Course/tc/Document Length: 25786 bytesConcurrency Level: 50Time taken for tests: 60.035 secondsComplete requests: 500Failed requests: 450 (Connect: 0, Receive: 0, Length: 450, Exceptions: 0)Total transferred: 12973630 bytesHTML transferred: 12785130 bytesRequests per second: 8.33 [#/sec] (mean)Time per request: 6003.543 [ms] (mean)Time per request: 120.071 [ms] (mean, across all concurrent requests)Transfer rate: 211.03 [Kbytes/sec] receivedConnection Times (ms) min mean[+/-sd] median maxConnect: 0 1 2.1 1 34Processing: 781 5915 1578.6 5996 12272Waiting: 765 5901 1581.8 5983 12261Total: 783 5916 1578.4 5997 12272Percentage of the requests served within a certain time (ms) 50% 5997 66% 6385 75% 6707 80% 6850 90% 7387 95% 8402 98% 9734 99% 10300 100% 12272 (longest request)
查看数据库记录:
SELECT * from yxt_test_pv;--截取一段记录(左边是第几次访问,右侧是当次访问看到的库存)| 338 | 164 || 339 | 164 || 340 | 163 || 341 | 162 || 342 | 162 || 343 | 162 || 344 | 162 || 345 | 157 || 346 | 156 || 347 | 156 || 348 | 153 || 349 | 155 || 350 | 151 |
可以发现在341-343次读取的库存数量是一样的,在库存还很多的情况时,并不会出现问题:因为程序中减库存的逻辑,是当前库存量减去1.但是库存不多的时候,就很可能出现问题,比如库存只有一个了,而此时有多个线程查询到此时还有一个库存,因为1>0满足条件,所以库存减1,多个线程都对当前库存减1,最后就多减了库存,出现负数,这是不允许的.
所以一定要采取措施.
我认为,总的原则是:对于某一个时刻的库存,只允许一个会话去修改.要满足此条件.有两种选择:
1.对于某一个时刻的库存,只允许一个会话去读取(锁机制).待锁被释放后,其他会话才可以读取库存.
2.对于某一个时刻的库存,设定版本(即增加一个版本字段,用于比较.我对版本的理解是刻个记号),更新库存时要判断版本是否发生变化,若没发生变化,则更新库存的同时,更新版本号.若更新库存时发现版本发生变化了,那一定是有别的线程早已对库存修改,此情况下就放弃修改.
选择1.使用mysql的锁机制.(悲观锁)
public function tc(){ $this->tc = M("test_concurrence");//模拟商品的剩余数量 $this->pv = M("test_pv");//模拟访问次数 //对表加锁,注意,如果加锁过程中要操作多个表,要对这几个表都加锁,否则会报错
//mysql> lock table yxt_test_concurrence read;--只锁了一张表
//Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
//mysql> SELECT * from yxt_test_pv;--读取没有被锁的表
//ERROR 1100 (HY000): Table ‘yxt_test_pv‘ was not locked with LOCK TABLES--报错,提示查询的表没有被锁住
M()->execute("lock tables yxt_test_concurrence write,yxt_test_pv write;"); $res=$this->tc->field(‘value‘)->find(1);//查到的剩余数量 $value=$res[‘value‘]; if($value>0){//如果大于0,则进行下面的逻辑 $this->pv->data(array(‘val‘=>$value))->add();//这个是用来记录访问的次数 M()->execute( "UPDATE `yxt_test_concurrence` SET `value`=`value` - 1 WHERE `id` = 1"); //商品数量减1 } //解锁 M()->execute("unlock tables"); }采用锁机制,可以严格控制库存数量的变化,但是采用锁会增加数据库的开销.
选择2.版本控制(乐观锁)
乐观锁,是假定事务之间是互不干扰的,事务在访问数据的时候,并不会获取锁,但是,在提交前,每个事务都要确保其他事务并没有修改他读取到的数据.如果在更新数据时发现其他事务已经修改了数据,则回滚提交.乐观锁经常用于"低争用数据结构"的场景中.当冲突特别少的时候,事务可以在完成时,不需要管理锁的开销及等待其他事务释放锁,这可以带来更高的吞吐率.但是,如果对于数据的争用特别频繁,重新开启一个新事务的开销会明显影响性能.
通常认为,其他并发控制方法,在此情况下会有更好的表现,然而,基于悲观锁的方法,会导致较差的性能.因为即使死锁可以避免,"锁"仍会极大的影响并发性能.(我想应该是因为会话被阻塞,从而导致只能串行访问数据库)
以上定义摘自wiki:https://en.wikipedia.org/wiki/Optimistic_concurrency_control
这种情况下,如果并发访问,则修改失败的几率会较高,
举例:在热销产品场景下则容易出现购买失败的情况.这对用户的体验是不好的.因为这意味着又要重新尝试一次.
小结:应该采取哪一种锁,应根据实际场景来权衡利弊,如果更新的很频繁,那应该使用悲观锁.此刻需要考虑的问题是:如何解决并发问题.如果很少更新,则使用乐观锁更为方便省事.
高并发访问mysql时的问题(一):库存超减