论 大并发 下的 乐观锁定 Redis锁定 和 新时代事务

在 《企业应用架构模式》 中 提到了 乐观锁定，

用 时间戳 来 判定 交易 是否有效， 避免 传统事务 的 表锁定 造成 的 瓶颈 。

在 现在的 大并发 的 大环境下， 传统事务 及其 表锁定 以及 事务带来 的 性能消耗， 确实 不能适应 当今 的 大并发 的 场景 了 。

感觉 传统事务 也就只能用在 办公系统 了，   哈哈哈哈 。

但是 传统事务 的 表锁定 是 合理的， 表锁定 使得 事务中 其它 线程 不能 读写 表 。

不能 写， 这个容易理解， 不能 读 是怎么回事 ？

因为 读取表的结果 会 作为 系统 决策行为 的 依据， 所以 也不能 读 。

比如， 一个商品已经卖出去了， 就不能再卖给其它用户 。

那么， 用 乐观锁定 能解决这些问题吗 ？

乐观锁定 的 提出 是 很有意义的，

但是不太靠得住，  为什么呢 ？

时间戳 通常 取到 毫秒， 但 如果 并发密度 超过了 毫秒级， 达到了 比如 微秒级，  那 ？

当然 理论上 可以随机的取 其中 一个用户 作为 成功者， 其他用户作为 失败者（牺牲者？） 。

不过 理论上， 这还不是一种 完备 的 做法 。

我们再来看看 Redis 锁定，

Redis 提供了 对 数据（对象） 的 锁（Lock）， 以及 队列 Queue 等 数据类型， 以及 对 Queue 的 Block 操作 。

我们可以利用 Redis 来锁定 某个 ID 的 业务实体 （某个 订单号 的 订单）， 然后 对 这个 业务实体（订单） 进行 相关的操作（事务 / 交易），

这样 达到 多个 线程（用户） 对 同一个 订单 的 操作（交易） 顺序进行  。

这种做法 的 实质 是 行锁定 ，  那为什么不通过 数据库 来实现 行锁定 呢  ？

因为 我 不知道 数据库 行锁定 的 语法，，，，，，

其次， 数据库 行锁定 的 实现 会 更加 复杂 和 重量，

Redis 的 对象锁 则 简单 而 轻量 。

事实上， 如果 把 上述过程 简化 下来，

我们 只是 需要 有一个  “Flag”  在 Redis 里 可以 供 多台 Server 的 线程间 同步协作 即可 。

严格的讲， 在 负载均衡 （集群）， 即 多台 Server  的 情形下 才需要使用  Redis （分布式缓存） ，

如果 是 单台 Server ，  则 使用 进程内 的 变量 来 作为 “Flag”  Lock  即可 。

此时， 情况 则 退化为 进程内 多线程 之间的 同步协作 。

同时， 严格的讲， Redis 只需要提供一个 “Flag”， 或者说， Redis 只需要提供一个 锁机制 ，

并不需要 将 具体的 业务数据（对象） 保存 到 Redis，

进行 一笔交易 时， 不需要 到 Redis 查找 业务对象（比如 订单）， 如果查不到再到 数据库 查， 更新时 先更新 Redis， 再更新 数据库 ，

没有必要这样 。

Redis 只要提供 “Flag” Lock 来 确保 顺序进入（同步协作），  具体的操作直接 读写 数据库 即可 。

所以， Redis 的 真正意义 在于 共享内存， 而不是 数据缓存 。

可以看看我昨天写的  《论 业务系统 架构 的 简化 （二） 用 关系数据库 作 缓存》   https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/9928412.html

除了 锁， 事务 还有 另一方面，  数据完整性 。

比如， 更新 A， B， C 三张表， A， B 成功， C 失败， 于是事务会回滚， A， B 恢复原来的数据 。

要实现 数据完整性， 需要 表锁定 和 事务日志（这会带来 性能消耗），

可见，

数据完整性 同样也会成为 大并发 的 瓶颈 。

所以，我们这里 提出 一个  “乐观事务”  概念，

即 对于 每次交易， 都是 Insert ， 而不会 反复 的 去 Update 。

假如一个交易 要 更新 3 个表， A 表 为 主表， B， C 表通过 A 表 的 ID 关联，

那么， 这个交易 对 A，B，C  3 个表都是  Insert  操作， 在 最后 事务成功 时 将 A 表里的 “生效” 栏位 更新 为  “Y”，

以此 表示 事务成功 。

显然， 这种做法 并不是对 所有场合 都适用， 它会让一些 小场景 变得麻烦 。

但是， 对于 前端 海量 用户 海量 并发 的 场景， 可以使用 这种做法 。

P ：   我们大概可以把   每秒 100万 ~ 1000万 的 交易量 称为 “海量”，  把  每秒 1000万 以上 的 交易量 称为 “天量”  。

Redis 锁  +  乐观事务  =  新时代事务

我们来看一下 新时代事务 处理 3 个场景 ：

1  订单（交易）

2  秒杀

3  商品库存计数

1  订单（交易），

用 Redis 锁 来 锁定， 用 乐观事务 执行 更新数据，  具体的 大家 自己想象 吧

2  秒杀

用 Redis 存一个 对象 记录 被 哪个 用户秒杀， 同时 加上 Redis 锁， 这样 用户 就可以 顺序 的 获取这个对象，

第一个获得这个对象的用户 就 秒杀 成功，  并更新这个 对象 的 状态 表示 秒杀成功 。

3  商品库存计数

同 Redis 存一个 对象 记录 库存量， 用户将 商品 放入 购物车 则 对象.库存量 - 1， 用户将 商品 从 购物车 删除 则 对象.库存量 + 1 ，

通过 对象锁 来 确保 用户顺序 获取对象 查看 和 更新 库存量 。

可以看看我前几天写的  《一个类似 Twitter 雪花算法 的 连续序号 ID 产生器 SeqIDGenerator》  https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/9918412.html

通常， 一个实体 会 对应一张表，

我们以 订单 为例，

一笔 订单 对应 订单表 里的 一笔资料，

订单表 会有一张 对应的 订单_Trans  表，  用来记录 发生 在 订单 上的 乐观事务，

订单_Trans 表 会有一个 ID ，  表示  Transaction ID ，

订单_Trans 表 同时还包含  订单 需要更新 的 栏位，

这样， 发生 一次 事务 时，  会向 订单_Trans 表 insert 一笔资料，  栏位 的 值 是 订单 本次 更新的 栏位 的 值，

事务 成功 后， 会将 订单 表 里的  “trans”   栏位 更新为 这次 事务 的 ID，  即 订单_Trans 表 的  ID ，

这样， 通过      订单.Trans = 订单_Trans.ID      关联， 可以查询到 订单 在 本次 事务 更新后的 栏位 的 值 。

一笔订单 在 订单_Trans 表 中可以对应 多笔 事务记录，  这些 事务记录，  有成功的， 也有不成功的 。

乐观事务 的 关键 在于 最后只能 更新 一张表 的  （一个）栏位 来 决定 事务是否成功，

如果要 更新 多个 表， 那又 回到 传统事务 了 。

所以， 这就看 针对性 的 设计 。

对于  淘宝 天猫   这样的 海量购物， 应该设计为 单项递增数据 的 架构， 也就是 只 insert ，  不 update ，

但问题是 如果 一个 交易 里 要 insert 多个 表 呢  ？

也许可以用 乐观事务     A 表 关联 B 表， B 表 关联 C 表，  ……

这样只需要 最后 更新 A 表里的一个 生效 栏位 ，  就可以 表示 事务 是否成功 。

因为 可以 根据 A 表 关联 到 B 表 ， B 表 关联 到 C 表 ，

或者有一个  Trans 表，  通过 Trans 表 的 ID  （Trans ID）  来 关联  A， B， C  表 ，

这样可以 查询出     某一个 事务（Trans ID）     在  A， B， C 表 里  insert  的 资料，

然鹅   。

不过 说不定 这种方法 真的 有人在用 喔  ~！

数据完整性 最好 还有由 数据库 来实现，  这才是合理的 。

关键在于，

数据库 应该使用    行锁定   来 实现 数据完整性 。

就是说， 我们应该让 数据库 用 行锁定 来 执行 事务 。

淘宝 天猫 应该 自己 已经对 数据库 做过这种 优化了 。

也就是说， 淘宝 天猫 的 数据库 的 事务 是用 行锁定 的 方式 执行的 ，

当然， 这只是我的 猜测，   啊哈哈哈哈 。

Redis 锁定       +        数据库 行锁定 事务 （行级事务）      +        数据库 使用 固态硬盘

这样 来 应对 大并发，  你觉得呢 ？