Redis项目：秒杀业务

    /**
     * 抢购秒杀券
     *
     * @param voucherId
     * @return
     */
    @Transactional
    @Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        // 1、查询秒杀券
        SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
        // 2、判断秒杀券是否合法
        if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            // 秒杀券的开始时间在当前时间之后
            return Result.fail("秒杀尚未开始");
        }
        if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) {
            // 秒杀券的结束时间在当前时间之前
            return Result.fail("秒杀已结束");
        }
        if (voucher.getStock() < 1) {
            return Result.fail("秒杀券已抢空");
        }
        // 5、秒杀券合法，则秒杀券抢购成功，秒杀券库存数量减一
        boolean flag = seckillVoucherService.update(new LambdaUpdateWrapper<SeckillVoucher>()
                .eq(SeckillVoucher::getVoucherId, voucherId)
                .setSql("stock = stock -1"));
        if (!flag){
            throw new RuntimeException("秒杀券扣减失败");
        }
        // 6、秒杀成功，创建对应的订单，并保存到数据库
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        long orderId = redisIdWorker.nextId(SECKILL_VOUCHER_ORDER);
        voucherOrder.setId(orderId);
        voucherOrder.setUserId(ThreadLocalUtls.getUser().getId());
        voucherOrder.setVoucherId(voucherOrder.getId());
        flag = this.save(voucherOrder);
        if (!flag){
            throw new RuntimeException("创建秒杀券订单失败");
        }
        // 返回订单id
        return Result.ok(orderId);
    }

这个代码的逻辑：

先是查询优惠卷 判断是否开秒杀 没有 返回异常结果

如果已经开始，判断是否剩余优惠卷 没有返回异常 

有则扣减库存 创建订单 返回订单id

出现问题

假设线程1过来查询库存，判断出来库存大于1，正准备去扣减库存，但是还没有来得及去扣减，此时线程2过来，线程2也去查询库存，发现这个数量一定也大于1，那么这两个线程都会去扣减库存，最终多个线程相当于一起去扣减库存，此时就会出现库存的超卖问题。超卖问题是典型的多线程安全问题，针对这一问题的常见解决方案就是加锁

锁有两种：乐观锁，悲观锁

悲观锁：认为线程安全问题一定会发生，因此操作数据库之前都需要先获取锁，确保线程串行执行。 synchronized、lock

乐观锁：认为线程安全问题不一定发生，因此不加锁，只会在更新数据库的时候去判断有没有其它线程对数据进行修改，如果没有修改则认为是安全的，直接更新数据库中的数据即可，如果修改了则说明不安全，直接抛异常或者等待重试。

乐观锁之版本号法：会有一个版本号，每次操作数据会对版本号+1，再提交回数据时，会去校验是否比之前的版本大1 ，如果大1 ，则进行操作成功，这套机制的核心逻辑在于，如果在操作过程中，版本号只比原来大1 ，那么就意味着操作过程中没有人对他进行过修改，他的操作就是安全的，如果不大1，则数据被修改过，当然乐观锁还有一些变种的处理方式比如cas

乐观锁解决超卖问题：一人一单逻辑

@Override
public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
    // 1.查询优惠券
    SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
    // 2.判断秒杀是否开始
    if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
        // 尚未开始
        return Result.fail("秒杀尚未开始！");
    }
    // 3.判断秒杀是否已经结束
    if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) {
        // 尚未开始
        return Result.fail("秒杀已经结束！");
    }
    // 4.判断库存是否充足
    if (voucher.getStock() < 1) {
        // 库存不足
        return Result.fail("库存不足！");
    }
    // 5.一人一单逻辑
    // 5.1.用户id
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
    // 5.2.判断是否存在
    if (count > 0) {
        // 用户已经购买过了
        return Result.fail("用户已经购买过一次！");
    }

    //6，扣减库存
    boolean success = seckillVoucherService.update()
            .setSql("stock= stock -1")
            .eq("voucher_id", voucherId).update();
    if (!success) {
        //扣减库存
        return Result.fail("库存不足！");
    }
    //7.创建订单
    VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
    // 7.1.订单id
    long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
    voucherOrder.setId(orderId);

    voucherOrder.setUserId(userId);
    // 7.3.代金券id
    voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
    save(voucherOrder);

    return Result.ok(orderId);

}

加入一人一单的逻辑，还是会有错误，并发过来，查询数据库，都不存在订单。在高并发场景下，多个请求可能同时执行数据库查询操作，此时它们都会发现 count == 0（即没有订单）。然后这些请求都会继续执行扣减库存和创建订单的逻辑，导致多个订单被创建。“一人一单”逻辑是通过查询数据库来判断是否已经存在订单，但查询操作和插入操作之间没有加锁，导致多个请求可以同时通过检查。

解决办法：加锁。乐观锁比较适合更新数据，而现在是插入数据，所以我们需要使用悲观锁操作

超卖问题：synchronized 不断完善

@Transactional
public synchronized Result createVoucherOrder(Long voucherId) {

	Long userId = UserHolder.getUser().getId();
         // 5.1.查询订单
        int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
        // 5.2.判断是否存在
        if (count > 0) {
            // 用户已经购买过了
            return Result.fail("用户已经购买过一次！");
        }

        // 6.扣减库存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1
                .eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0
                .update();
        if (!success) {
            // 扣减失败
            return Result.fail("库存不足！");
        }

        // 7.创建订单
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        // 7.1.订单id
        long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
        voucherOrder.setId(orderId);
        // 7.2.用户id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        // 7.3.代金券id
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        save(voucherOrder);

        // 7.返回订单id
        return Result.ok(orderId);
}

在方法上加一个悲观锁 ，但是这样添加锁，锁的粒度太粗了，在使用锁过程中，控制锁粒度 是一个非常重要的事情，因为如果锁的粒度太大，会导致每个线程进来都会锁住，所以我们需要去控制锁的粒度。

intern() 这个方法是从常量池中拿到数据，如果我们直接使用userId.toString() 他拿到的对象实际上是不同的对象，new出来的对象，我们使用锁必须保证锁必须是同一把，所以我们需要使用intern()方法

@Transactional
public  Result createVoucherOrder(Long voucherId) {
	Long userId = UserHolder.getUser().getId();
	synchronized(userId.toString().intern()){
         // 5.1.查询订单
        int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
        // 5.2.判断是否存在
        if (count > 0) {
            // 用户已经购买过了
            return Result.fail("用户已经购买过一次！");
        }

        // 6.扣减库存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1
                .eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0
                .update();
        if (!success) {
            // 扣减失败
            return Result.fail("库存不足！");
        }

        // 7.创建订单
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        // 7.1.订单id
        long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
        voucherOrder.setId(orderId);
        // 7.2.用户id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        // 7.3.代金券id
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        save(voucherOrder);

        // 7.返回订单id
        return Result.ok(orderId);
    }
}

详细写一下这个问题： 这个方法当前被spring的事务管理控制，在事务提交之前，所有的操作都是在内存中进行的临时操作，数据库的实际数据并没有被修改。

如果在方法内部加锁，锁的释放是在方法执行结束时（即 synchronized 代码块结束时），而事务的提交是在锁释放之后。如果锁释放后，事务还未提交，其他线程可能会进入 synchronized 代码块，从而导致并发问题

如何解决这个问题？

我们选择将当前方法整体包裹起来，确保事务不会出现问题

在seckillVoucher方法中，添加以下逻辑，包装事务特性，控制粒度

public Result createVoucherOrder(Long voucherId) {
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 在方法外部加锁
    synchronized (userId.toString().intern()) {
        return createVoucherOrderTransactional(userId, voucherId);
    }
}

@Transactional
public Result createVoucherOrderTransactional(Long userId, Long voucherId) {
    // 5.1.查询订单
    int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
    // 5.2.判断是否存在
    if (count > 0) {
        // 用户已经购买过了
        return Result.fail("用户已经购买过一次！");
    }

    // 6.扣减库存
    boolean success = seckillVoucherService.update()
            .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1
            .eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0
            .update();
    if (!success) {
        // 扣减失败
        return Result.fail("库存不足！");
    }

    // 7.创建订单
    VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
    // 7.1.订单id
    long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
    voucherOrder.setId(orderId);
    // 7.2.用户id
    voucherOrder.setUserId(userId);
    // 7.3.代金券id
    voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
    save(voucherOrder);

    // 7.返回订单id
    return Result.ok(orderId);
}

但是以上做法依然有问题，因为你调用的方法，其实是this.的方式调用的，事务想要生效，还得利用代理来生效

在 Spring 中，事务管理是通过 AOP（面向切面编程） 实现的。具体来说：

• Spring 会为被 @Transactional 注解标记的方法生成一个代理对象。

• 当调用被 @Transactional 注解的方法时，实际上是通过代理对象调用的，代理对象会在方法执行前后添加事务管理的逻辑（如开启事务、提交事务、回滚事务等）。

然而，如果你在同一个类中直接调用被 @Transactional 注解的方法（例如通过 this.method() 调用），那么 Spring 的代理机制会失效，事务也不会生效。

为了解决这个问题，需要确保被 @Transactional 注解的方法是通过代理对象调用的，而不是直接调用。

@Service
public class VoucherOrderService extends ServiceImpl<VoucherOrderMapper, VoucherOrder> implements IVoucherOrderService {

    @Autowired
    private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;

    @Autowired
    private RedisIdWorker redisIdWorker;

    public Result createVoucherOrder(Long voucherId) {
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        // 在方法外部加锁
        synchronized (userId.toString().intern()) {
            // 获取当前对象的代理对象
            IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
            // 通过代理对象调用事务方法
            return proxy.createVoucherOrderTransactional(userId, voucherId);
        }
    }

    @Transactional
    public Result createVoucherOrderTransactional(Long userId, Long voucherId) {
        // 5.1.查询订单
        int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
        // 5.2.判断是否存在
        if (count > 0) {
            // 用户已经购买过了
            return Result.fail("用户已经购买过一次！");
        }

        // 6.扣减库存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1
                .eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0
                .update();
        if (!success) {
            // 扣减失败
            return Result.fail("库存不足！");
        }

        // 7.创建订单
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        // 7.1.订单id
        long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
        voucherOrder.setId(orderId);
        // 7.2.用户id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        // 7.3.代金券id
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        save(voucherOrder);

        // 7.返回订单id
        return Result.ok(orderId);
    }
}

这样就解决了当你在同一个类中直接调用方法时，调用是通过当前对象（this）进行的，而不是通过代理对象的这个问题了。

集群下的超卖问题：分布式锁（redis）

由于现在我们部署了多个tomcat，每个tomcat都有一个属于自己的jvm，那么假设在服务器A的tomcat内部，有两个线程，这两个线程由于使用的是同一份代码，那么他们的锁对象是同一个，是可以实现互斥的，但是如果现在是服务器B的tomcat内部，又有两个线程，但是他们的锁对象写的虽然和服务器A一样，但是锁对象却不是同一个，所以线程3和线程4可以实现互斥，但是却无法和线程1和线程2实现互斥，这就是 集群环境下，syn锁失效的原因，在这种情况下，我们就需要使用分布式锁来解决这个问题。

分布式锁他应该满足一些什么样的条件

可见性：多个线程都能看到相同的结果，注意：这个地方说的可见性并不是并发编程中指的内存可见性，只是说多个进程之间都能感知到变化的意思

互斥：互斥是分布式锁的最基本的条件，使得程序串行执行

高可用：程序不易崩溃，时时刻刻都保证较高的可用性

高性能：由于加锁本身就让性能降低，所有对于分布式锁本身需要他就较高的加锁性能和释放锁性能

安全性：安全也是程序中必不可少的一环

常见的分布式锁有三种

Mysql：mysql本身就带有锁机制，但是由于mysql性能本身一般，所以采用分布式锁的情况下，其实使用mysql作为分布式锁比较少见

Redis：redis作为分布式锁是非常常见的一种使用方式，现在企业级开发中基本都使用redis或者zookeeper作为分布式锁，利用setnx这个方法，如果插入key成功，则表示获得到了锁，如果有人插入成功，其他人插入失败则表示无法获得到锁，利用这套逻辑来实现分布式锁

Zookeeper：zookeeper也是企业级开发中较好的一个实现分布式锁的方案，由于本套视频并不讲解zookeeper的原理和分布式锁的实现，所以不过多阐述

实现分布式锁时需要实现的两个基本方法：

• 获取锁：

  • 互斥：确保只能有一个线程获取锁

  • 非阻塞：尝试一次，成功返回true，失败返回false

• 释放锁：

  • 手动释放

  • 超时释放：获取锁时添加一个超时时间 

分布式锁版本一 

利用setnx方法进行加锁，同时增加过期时间，防止死锁，此方法可以保证加锁和增加过期时间具有原子性

private static final String KEY_PREFIX="lock:"
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
    // 获取线程标示
    String threadId = Thread.currentThread().getId()
    // 获取锁
    Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
            .setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId + "", timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
    return Boolean.TRUE.equals(success);
}

释放锁 

public void unlock() {
    //通过del删除锁
    stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
}

修改业务代码

@Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        // 1.查询优惠券
        SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
        // 2.判断秒杀是否开始
        if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            // 尚未开始
            return Result.fail("秒杀尚未开始！");
        }
        // 3.判断秒杀是否已经结束
        if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) {
            // 尚未开始
            return Result.fail("秒杀已经结束！");
        }
        // 4.判断库存是否充足
        if (voucher.getStock() < 1) {
            // 库存不足
            return Result.fail("库存不足！");
        }
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        //创建锁对象
        SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);
        //RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            //获取锁失败  返回错误
            return Result.fail("禁止重复下单");
        }
        try {
            //获取代理对象（事务）
            IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
            return proxy.createVoucherOrder(voucherId);
        } catch (IllegalStateException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //解锁
            lock.unlock();
        }
    }

@Transactional
    public void createVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
        //一人一单
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        //查询订单
        int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherOrder).count();
        //
        if (count > 0) {
            log.error("用户已经购买过该优惠券");
        }
        //5，扣减库存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock = stock -1") //set stock = stock - 1
                .eq("voucher_id", voucherOrder).gt("stock", 0)//where id= ? and stock > 0;
                .update();
        if (!success) {
            //扣减库存
            log.info("库存不足！");
        }
        //6.创建订单
        save(voucherOrder);
    }

出现问题：误删锁

持有锁的线程在锁的内部出现了阻塞，导致他的锁自动释放，这时其他线程，线程2来尝试获得锁，就拿到了这把锁，然后线程2在持有锁执行过程中，线程1反应过来，继续执行，而线程1执行过程中，走到了删除锁逻辑，此时就会把本应该属于线程2的锁进行删除，这就是误删别人锁的情况。

解决方案：解决方案就是在每个线程释放锁的时候，去判断一下当前这把锁是否属于自己，如果属于自己，则不进行锁的删除，假设还是上边的情况，线程1卡顿，锁自动释放，线程2进入到锁的内部执行逻辑，此时线程1反应过来，然后删除锁，但是线程1，一看当前这把锁不是属于自己，于是不进行删除锁逻辑，当线程2走到删除锁逻辑时，如果没有卡过自动释放锁的时间点，则判断当前这把锁是属于自己的，于是删除这把锁。

分布式锁版本二：防止误删锁

添加锁

@Override
    public boolean tryLock(long timeOutSec) {
        //获取线程标示
        String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
        //获取锁
        Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
                .setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeOutSec, TimeUnit.SECONDS);
        //自动拆箱 可能有空指针的安全风险
        return Boolean.TRUE.equals(success);
    }

释放锁

public void unlock() {
        //获取线程标识
        String threadID = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getName();
        //判断标示是否一致
        String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);
        if (threadID.equals(id)) {
            //释放锁
            stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
        }
    }

这个优化主要解决了释放锁时的原子性问题。说到底也是锁超时释放的问题（业务代码不变）

分布式锁的原子性问题

线程1现在持有锁之后，在执行业务逻辑过程中，他正准备删除锁，而且已经走到了条件判断的过程中，比如他已经拿到了当前这把锁确实是属于他自己的，正准备删除锁，但是此时他的锁到期了，那么此时线程2进来，但是线程1他会接着往后执行，当他卡顿结束后，他直接就会执行删除锁那行代码，相当于条件判断并没有起到作用（已经确定锁是自己的锁了，于是直接就删除了锁，结果删的是线程2的锁），这就是删锁时的原子性问题，之所以有这个问题，是因为线程1的拿锁，比锁，删锁，实际上并不是原子性的，我们要防止刚才的情况发生

根本原因是 判断锁和删除锁的操作不是原子性的。

分布式锁版本三：Lua脚本

Redis提供了Lua脚本功能，在一个脚本中编写多条Redis命令，确保多条命令执行时的原子性。

释放锁的业务流程是这样的

​ 1、获取锁中的线程标示

​ 2、判断是否与指定的标示（当前线程标示）一致

​ 3、如果一致则释放锁（删除）

​ 4、如果不一致则什么都不做

public class SimpleRedisLock implements ILock {

    private String name;
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.name = name;
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    private static final String KEY_PREFIX = "lock:";
    private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
    private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;

    // 加载lua脚本
    static {
        UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
        UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));
        UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);
    }

    @Override
    public boolean tryLock(long timeOutSec) {
        //获取线程标示
        String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
        //获取锁
        Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
                .setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeOutSec, TimeUnit.SECONDS);
        //自动拆箱 可能有空指针的安全风险
        return Boolean.TRUE.equals(success);
    }

    @Override
    public void unlock() {
        //基于lua脚本 提前读取脚本
        stringRedisTemplate.execute(UNLOCK_SCRIPT,
                Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name), ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());
    }
}

-- 创建线程标示与锁中的标示是否一致
if (redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1]) then
    -- 释放锁del key
    return redis.call('DEL', KEYS[1])
end
return 0

业务代码还是不用动 只是修改了删除锁的部分

Redission    《白雪》

基于setnx实现的分布式锁存在下面的问题：

重入问题：重入问题是指 获得锁的线程可以再次进入到相同的锁的代码块中，可重入锁的意义在于防止死锁，比如HashTable这样的代码中，他的方法都是使用synchronized修饰的，假如他在一个方法内，调用另一个方法，那么此时如果是不可重入的，不就死锁了吗？所以可重入锁他的主要意义是防止死锁，我们的synchronized和Lock锁都是可重入的。

不可重试：是指目前的分布式只能尝试一次，我们认为合理的情况是：当线程在获得锁失败后，他应该能再次尝试获得锁。

超时释放：我们在加锁时增加了过期时间，这样的我们可以防止死锁，但是如果卡顿的时间超长，虽然我们采用了lua表达式防止删锁的时候，误删别人的锁，但是毕竟没有锁住，有安全隐患

主从一致性： 如果Redis提供了主从集群，当我们向集群写数据时，主机需要异步的将数据同步给从机，而万一在同步过去之前，主机宕机了，就会出现死锁问题。

Redisson实现分布式锁

（1）依赖

（2）配置

@Configuration
public class RedissonConfig {

    @Bean
    public RedissonClient redissonClient(){
        // 配置
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.100.128:6379")
                .setPassword("123456");
        // 创建RedissonClient对象
        return Redisson.create(config);
    }
}

 此外还有一种引入方式，可以引入 redission 的 starter 依赖，然后在yml文件中配置Redisson，但是不推荐这种方式，因为他会替换掉 Spring官方 提供的这套对 Redisson 的配置

业务

tryLock()：它会使用默认的超时时间和等待机制。具体的超时时间是由 Redisson 配置文件或者自定义配置决定的。

tryLock(long time, TimeUnit unit)：它会在指定的时间内尝试获取锁（等待time后重试），如果获取成功则返回 true，表示获取到了锁；如果在指定时间内（Redisson内部默认指定的）未能获取到锁，则返回 false。

tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit)：指定等待时间为watiTime，如果超过 leaseTime 后还没有获取锁就直接返回失败