在电商系统中，如何确保库存扣减的原子性

最新推荐文章于 2025-12-09 19:45:00 发布

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#分布式

在电商系统中，确保库存扣减的原子性是防止超卖的核心问题。以下是基于不同技术方案的加锁实现方案及对比分析：

一、Redis 原子操作方案

1. Redis 事务 + WATCH 命令

原理：通过 WATCH监控库存键，若键被修改则事务回滚。

代码示例：

// 伪代码示例
String stockKey = "stock:product_1001";
redisTemplate.watch(stockKey);
int currentStock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get(stockKey));
if (currentStock >= quantity) {
    redisTemplate.multi();
    redisTemplate.opsForValue().decrement(stockKey, quantity);
    redisTemplate.exec();
}

优点：简单易用，无需引入额外依赖。
缺点：WATCH机制在高并发下可能频繁触发重试，性能受限。

2. Lua 脚本原子性操作

原理：将库存查询和扣减逻辑封装为 Lua 脚本，在 Redis 单线程中执行。

脚本示例：

-- Lua 脚本（扣减库存）
local key = KEYS[1]
local quantity = tonumber(ARGV[1])
local current = tonumber(redis.call('GET', key))
if current >= quantity then
    redis.call('DECRBY', key, quantity)
    return current - quantity
else
    return -1
end

Java 调用：

DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>(luaScript, Long.class);
Long result = redisTemplate.execute(script, Collections.singletonList(stockKey), quantity);

优点：完全原子性，性能高（单次网络请求）。
缺点：脚本复杂度高时需优化编译和网络开销。

二、分布式锁方案

1. Redisson 分布式锁

原理：通过 Redisson 客户端实现可重入锁，自动续期防止死锁。

代码示例：

RLock lock = redissonClient.getLock("lock:product_1001");
try {
    if (lock.tryLock(5, 10, TimeUnit.SECONDS)) {
        // 执行库存扣减
        int currentStock = inventoryMapper.selectStock(productId);
        if (currentStock >= quantity) {
            inventoryMapper.updateStock(productId, quantity);
        }
    }
} finally {
    lock.unlock();
}

优点：支持自动续期、可重入锁，适合复杂业务逻辑。
缺点：依赖 Redis 稳定性，网络延迟可能影响锁释放。

2. Redis + SETNX 自定义锁

原理：通过 SETNX命令实现分布式锁，结合过期时间防死锁。

代码示例：

String lockKey = "lock:product_1001";
String requestId = UUID.randomUUID().toString();
Boolean success = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, requestId, 10, TimeUnit.SECONDS);
if (success != null && success) {
    try {
        // 执行库存扣减
    } finally {
        // 仅持有锁的客户端可删除
        if (requestId.equals(redisTemplate.opsForValue().get(lockKey))) {
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

优点：轻量级，灵活性高。
缺点：需手动处理锁续期和释放逻辑。

三、数据库锁方案

1. 悲观锁（SELECT ... FOR UPDATE）

原理：通过数据库行锁保证串行化操作。

SQL 示例：

BEGIN;
SELECT stock FROM products WHERE id = 1001 FOR UPDATE;
UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE id = 1001 AND stock > 0;
COMMIT;

优点：强一致性，直接保障数据正确性。
缺点：高并发下数据库性能瓶颈明显。

2. 乐观锁（版本号机制）

原理：通过版本号控制并发更新。

SQL 示例：

UPDATE products 
SET stock = stock - 1, version = version + 1 
WHERE id = 1001 AND version = current_version;

优点：减少锁竞争，适合读多写少场景。
缺点：需处理更新失败的重试逻辑。

四、混合方案（Redis + 数据库）

1. 预扣库存 + 异步持久化

流程：
1. Redis 预扣：通过 Lua 脚本快速扣减 Redis 库存。
2. 异步落库：通过 MQ 异步更新数据库，若失败则回滚 Redis。
优点：高吞吐量，数据库压力小。
缺点：需实现最终一致性逻辑。

五、方案对比与选型建议

方案	适用场景	性能	一致性	实现复杂度
Redis Lua 脚本	高并发、低延迟扣减	★★★★★	强	中
Redisson 分布式锁	需业务逻辑串行化的复杂场景	★★★★☆	强	高
数据库悲观锁	数据强一致性要求的核心交易	★★☆☆☆	强	低
数据库乐观锁	读多写少、可接受少量重试的场景	★★★☆☆	最终一致	中