MySQL 在高併發下的 訂單撮合 系統使用 共享鎖 與 排他鎖 保證數據一致性

做者：林冠宏 / 指尖下的幽靈

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前序

距離上次擇文發表，兩月餘久。2018年也即將要結束了，目前的工做依然是與區塊鏈應用相關的，也很榮幸在9月初受邀簽約出版暫名爲《區塊鏈以太坊DApp實戰開發》一書，預計在明年年初出版。

此次讓我有感記錄這篇文章的緣由是最近在使用Go語言重寫一個原來由PHP語言編寫的交易所訂單撮合模塊的時候，發現訂單撮合的部分代碼在撮合的時候，爲保證各表數據在併發狀況下不出現讀寫髒亂而採用了全局鎖表的操做。後面我採用了共享鎖的形式進行了修改，於剛剛重寫完，並進行了併發單元測試，表現正常。

目錄

• 場景描述
• 解決問題
• 訂單撮合實例
• 共享鎖 與 排他鎖
  • 前置知識
  • 行鎖與表鎖
  • 兩種行鎖的特色
  • 兩種行鎖的加鎖方式
  • 鎖的釋放
  • 操做例子
• 改造代碼片斷

場景描述

高併發的業務常見是有不少種類的，最多見的例如秒殺搶購。它們都有一個共同的特色就是數據更新都比較頻繁，一般涉及到多張業務表的增改操做，且表格越多的，要考慮的問題也越多。

訂單撮合能夠理解爲訂單買賣，拿這個爲例子進行列舉一個可能會致使數據錯亂的情形。假設如今買賣手機，A用戶是要買手機的，B用戶是賣手機的。A的買入單訂單1，和B的賣出單訂單2，訂單2賣出手機，一臺手機賣1000元。此時A的網上的錢包餘額是1001元，恰好比手機價格高，是能夠成交的。

此時記錄用戶錢包錢數數量的是一張數據表。每次花費了錢或者增長了錢，都要更新這個表。

當這兩筆訂單進入到系統裏面進行撮合。假設系統的訂單撮合運行流程以下圖所示：

當判斷條件進行A用戶的錢包餘額判斷的時候，發現 1001 > 1000，結果是經過，此時準備進入「進行記錄更細」步驟。可是，就在這個過程之中的時間差中，A用戶使用了系統的網上提現功能，併成功轉出了10元，剩餘的是1001 - 10 = 991元。可是因爲撮合系統的餘額判斷過程以及經過了，致使下面的交易流程依然能進行，最終A用991元買了B的1000元售價的手機。

解決問題

上述的常見問題是一個很簡單的模型，現實的系統中每每是更復雜的。可是它所體現出的問題倒是真實存在的，對於這類問題，有不少解決方案。其中，就能夠考慮使用數據庫的鎖。

本文要介紹的是MySQL數據庫的共享鎖 與 排他鎖，其它的不做說明或引伸。

訂單撮合實例

下面的截圖就是我所重寫好的撮合系統原始的PHP代碼，所使用了表鎖的方式來解決前面的併發讀寫致使數據髒亂的問題。這種方式雖然是解決了問題，可是致使了性能低下的問題。

共享鎖 與 排他鎖

前置知識：

• MySQL 是數據庫，不是數據庫引擎
• MySQL有兩種經常使用存儲引擎: MyISAM和InnoDB
• MyISAM不支持事務操做，InnoDB支持事務操做
• MySQL 的鎖分有 行鎖 和 表鎖
• MyISAM 只有表鎖
• Innodb 行鎖，表鎖都有
• 行鎖中有共享鎖和排他鎖
• 共享鎖 簡稱 S鎖，排他鎖簡稱 X鎖

行鎖與表鎖

簡述：

• 行鎖，鎖的是表中對應的行，只限制當前行的讀寫。

• 表鎖，鎖的是整張表，限制的是整張表的數據讀寫。

比較：

• 行鎖，計算機資源開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，鎖衝突的機率最低，併發度最高，性能高。
• 表鎖，計算機資源開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，鎖衝突的機率最高，併發度最低，性能低。

兩種行鎖的特色

共享鎖

A 對數據 B 加了 共享鎖，A能讀取和修改數據B，C 等其它只能讀取數據B，可是不能修改。直至A釋放了B的鎖。

排他鎖

A 對數據 B 加了 排他鎖，A能讀取和修改數據B，C 等其它不能再對數據B加其它的鎖。直觀體驗是不能修改，不能使用含有加鎖動做的select讀取。

兩種行鎖的加鎖方式

要注意的是：

• 行鎖的實現SQL語句中必需要有索引的限制條件，例如含有 where id=xxx 這類語句。
• 行鎖的實現SQL語句沒有索引限制條件會變成表鎖
• InnoDB引擎 默認的修改數據類SQL語句，update,delete,insert等，都會自動給涉及到的數據加上排他鎖。

共享鎖

• select 的添加可使用知足格式：select ... where 索引限制 lock in share mode 的語句。例如「select name from lgh_user where id = 1 lock in share model」 此時 id 是索引。

排他鎖

• 知足格式：select ... where 索引限制 for update 的語句

鎖的釋放

• 非事務(Transaction) 中，語句執行完畢，便釋放鎖。

• 行鎖在事務 (Transaction) 中，只有等到當前的事務Transaction 進行了 commit 或 roll back，鎖才能釋放。

操做例子

演示事務 tx 中的例子，文字解析見圖。

改造代碼片斷

撮合中的全部表鎖替換成了共享鎖，運行其它業務讀取所鎖的行數據，在當前事務的批量操做還沒結束以前，不容許修改。

完