秒杀 超卖 sql
文章讨论内容
秒杀类的问题一直都是web领域比较热点的问题，一个超高并发的网站需要考虑从产品、前端优化、站点部署及后端服务等等所有环节进行考虑。mysql所能抗住的写压力是一定的，高并发的web站点，你需要在数据持久化之前控制好压力，而不是把所有的请求都落到数据服务这一层。今天我不在这篇文章里讨论秒杀整体设计的问题(我也没这个资格)，我们讨论的是如何在流速已经得到控制的情况下，如何利用mysql更安全、高效的解决这个问题。
从网上可以看到各种各样的实现方案，现在针对这些方案及其优缺点和理解误区进行讨论。
常见写法安全性及效率分析
假设我们的商品表的schema是下面这样的：
CREATE TABLE `goods` ( `id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增id', `name` varchar(256) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '商品名称', `available` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '库存剩余量', `stock` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '总库存量', PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='商品表'
设置为字段无符号解决
num = select available from goods where id = xx ;if(num > 0){ affectRows = udpate goods set available = available - 1 where id = xx ; if(affectRows == 1){ return ok ; }else{ return fatal ; }}
解法释义
这种做法大家的想法是我们将库存字段设置成无符号类型，这样当库存字段在sql执行时候被置为负数的时候mysql就会报错，那么affectRow就会是0或者可以捕获到这个异常，从而实现并发下的数据安全。
实际上这段代码是危险的，因为在不同版本的mysql和配置下，这段代码的表现完全不同。具体的情况会出现3种不同的结果：
- 1.代码正常运行，执行update的时候报错
- 2.代码最终执行结果出现了 -1
- 3.最终update操作之后，available变成了一个很大的数目
为什么会出现这三种情况呢？
我想在学习开始学习计算机的时候都讲过计算机的加减法计算方法。
思考一下，无符号2 减去 无符号3 在计算机中的运算是什么样的？2 - 3 = 2 + (-3)假设我们的计算机是4位的,2的补码表示:0010,-3的补码表示为1011那么加和的结果是00101011 + ------1111 =1111解释为有符号数是多少呢？ -11111解释为无符号数是多少呢？ 15
所以呢？
如果mysql不做任何处理的话，你的无符号数减法的结果不会报错，最终你算出来的库存还是一个非常大的值(可怕)。
但是幸运的是mysql 后来的版本帮你做了这件事情(具体哪个版本我也不清楚)，所以如果是mysql做了无符号检测的话，如果减出的结果是负值，会报错，这是大多数人期待的结果。
-1这种情况是需要你设置一下sqlmode的，这也是会出现的情况。
解法总结
- 这个办法很多人用的时候没问题，那只能说明可能是机缘巧合，但是对于业务代码而言，不能靠碰运气，需要消除不确定性、缩小迁移成本。
- 如果你想采用这种办法，辛苦你把你们msyql相应的版本及配置搞清楚，确定无符号在你所在的版本会出现什么结果。
select for update
解法释义
读取时候就开始加排他锁也是网上常见的办法之一，具体实现如下：
begin tran ;num = select avaliable from goods where id = xxx for update;if (num >= 0){ affectNum = udpate goods set available = available - 1 where id = xx ; commit ; return affectNum ;}else{ rollback ;}
该解法在用户读取的时候对相应的数据加排他锁，保证自己在更新的时候该行的数据不会被别的进程更改.所有写请求及排他锁加锁都会被阻塞。
想想这样的情况，A进程执行过程中，出现死机的情况导致commit/rollback请求没有被发送到mysqlserver，那么所有请求都会锁等待。
解法总结
-
低流量可以采用这种办法来保证数据的安全性
-
性能低下
，平均需要发送4次mysql请求，同时会造成所有同类请求锁等待。
常见问题
-
select for udpate 需要在显式的指定在事务代码块执行，不然不会起作用。很多网友都理所当然的人为select for update直接就可以加排他锁
-
排他锁的释放是在rollback/commit 动作完成才会释放，不是在update操作之后。mysql innodb执行两段锁协议，加锁阶段只加锁，解锁阶段只解锁。
采用事务，先查后写再查，确保没问题
解法释义
这时候的available设置为有符号类型，解决方案一的问题
begin tran ;num = select available from goods where id = xx ;if(num > 0){ //实际需要关心这里的返回值，这里不考虑 udpate goods set available = available - 1 where id = xx ; num_afterupdate = select available from goods where id = xx ; if(num_afterupdate < 0 ){ rollback ; }else{ commit ; }}
这种解法区分于第一种的办法在于，加了事务、available类型更改、采用了更新后确认的形式，尝试解决问题。
我们都知道数据库的事务隔离级别有4种：
RU，RC，RR，Serializable。
我们常见的innodb中RR模式是可以保证可重复读，意思是在同一个事务内部，多次读取的结果是一致的。那么最后一次的读取对于RR隔离级别实际上是无效的。
RC模式下，这个代码是可用的，每次请求可以确保自己的进程不会超发。
解法总结
- RR、RC模式下结果不一致.RR下不可保证安全、RC可以。
- 性能不高，一次业务请求到mysql的转化为 1 : 5。
- 这种解法就像老奶奶锁门，总是不放心自己到底锁了没有，走了几步再回来看看，实际上有些时候是徒劳。
update语句增加available查询条件
解法释义
udpate goods set available = available - 1 where id = xx and available - 1 >= 0 ;
这个语句如果可以的话，那么他的性能必然是上面锁提到的方法中最优的.
问题的关键就集中在怎么证明这句的安全性的。
我们都知道update操作对于id为主键索引的情况下，是会对数据加行锁。
其实update操作在mysql内部也是一个先查后改的过程，这个过程如果是原子的，那么可以保证update语句是串行的，那我们就来看一下update语句在mysql内部的执行过程。
大家有的另一个误区是单条语句不是事务，实际上单条sql也是一个事务。
那么对于上面这个语句，一样遵循两段锁协议。
update执行的过程，会去查询满足条件的行并加锁，这个加锁是innodb做的，那么就可以保证别的事务必须等到该事务执行完了之后才能获得锁，此时拿到最新数据。
解法总结
- 语句安全、效率最优（我的认知里）
采用设置库存而不是扣减库存
这几天我把类似的文章几乎翻了一遍，唯一看到批评我的上一条做法的是我的那个做法是不具备幂等性的。
- 所谓幂等性就是，同一个用户对同一连接的访问不会产生副作用。比如上一条的方案，如果记录用户的操作和扣减库存不是原子操作的话，就有可能出现的问题是，库存扣减成功了，但是用户记录失败了，那么用户重复请求，就会出现多次减库存的问题。
那么他们的解法是这样的，采用设置而不是扣减，代码如下：
num_old = select available from goods where id = xx and available >= 1 ;num_new = num_old - 1 ;update goods set num=num_new where id=xx and num=num_old ;
这段代码也是安全的，采用的是乐观所的理念来完成的操作。
总结
- 上面的做法，最后两个是相对安全的，但是你的库存字段还是要设置为无符号，关于是否幂等，要看结合请求看，不是单个扣减块代码。
- 较真是一个学习的过程，只有较真才能把这些概念搞清楚。如果你需要完全弄懂这些内容，可能你需要对mysql锁、事务、mvcc这些概念都做一下预习。
- 感谢工作过程中小伙伴们的努力，让我们把问题追查的更清楚。
