Spring事務(wù)管理下synchronized鎖失效問(wèn)題怎么解決

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最近看到一個(gè)技術(shù)技術(shù)問(wèn)題：synchronized鎖問(wèn)題？

開(kāi)啟10000個(gè)線(xiàn)程，每個(gè)線(xiàn)程給員工表的money字段【初始值是0】加1，沒(méi)有使用悲觀鎖和樂(lè)觀鎖，但是在業(yè)務(wù)層方法上加了synchronized關(guān)鍵字，問(wèn)題是代碼執(zhí)行完畢后數(shù)據(jù)庫(kù)中的money 字段不是10000，而是小于10000 問(wèn)題出在哪里？

Service層代碼：

SQL代碼(沒(méi)有加悲觀/樂(lè)觀鎖)：

用1000個(gè)線(xiàn)程跑代碼：

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：多線(xiàn)程跑一個(gè)使用synchronized關(guān)鍵字修飾的方法，方法內(nèi)操作的是數(shù)據(jù)庫(kù)，按正常邏輯應(yīng)該最終的值是1000，但經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，結(jié)果是低于1000。這是為什么呢？

一、我的思考

既然測(cè)試出來(lái)的結(jié)果是低于1000，那說(shuō)明這段代碼不是線(xiàn)程安全的。不是線(xiàn)程安全的，那問(wèn)題出現(xiàn)在哪呢？眾所周知，synchronized方法能夠保證所修飾的代碼塊、方法保證有序性、原子性、可見(jiàn)性。

講道理，以上的代碼跑起來(lái)，問(wèn)題中Service層的increaseMoney()是有序的、原子的、可見(jiàn)的，所以斷定跟synchronized應(yīng)該沒(méi)關(guān)系。

既然Java層面上找不到原因，那分析一下數(shù)據(jù)庫(kù)層面的吧(因?yàn)榉椒▋?nèi)操作的是數(shù)據(jù)庫(kù))。在increaseMoney()方法前加了@Transcational注解，說(shuō)明這個(gè)方法是帶有事務(wù)的。事務(wù)能保證同組的SQL要么同時(shí)成功，要么同時(shí)失敗。講道理，如果沒(méi)有報(bào)錯(cuò)的話(huà)，應(yīng)該每個(gè)線(xiàn)程都對(duì)money值進(jìn)行+1。從理論上來(lái)說(shuō)，結(jié)果應(yīng)該是1000的才對(duì)。

根據(jù)上面的分析，我懷疑是提問(wèn)者沒(méi)測(cè)試好(hhhh，逃)，于是我也跑去測(cè)試了一下，發(fā)現(xiàn)是以提問(wèn)者的方式來(lái)使用是真的有問(wèn)題。

首先貼一下我的測(cè)試代碼：

@RestController
public class EmployeeController {
    @Autowired
    private EmployeeService employeeService;
    @RequestMapping("/add")
    public void addEmployee() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(() -> employeeService.addEmployee()).start();
        }
    }
}
@Service
public class EmployeeService {
    @Autowired
    private EmployeeRepository employeeRepository;
    @Transactional
    public synchronized void addEmployee() {
        // 查出ID為8的記錄，然后每次將年齡增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);
        employeeRepository.save(employee);
    }
}

簡(jiǎn)單地打印了每次拿到的employee值，并且拿到了SQL執(zhí)行的順序，如下(貼出小部分)：

如下(貼出小部分)：

從打印的情況我們可以得出：多線(xiàn)程情況下并沒(méi)有串行執(zhí)行addEmployee()方法。這就導(dǎo)致對(duì)同一個(gè)值做重復(fù)的修改，所以最終的數(shù)值比1000要少。

二、圖解出現(xiàn)的原因

發(fā)現(xiàn)并不是同步執(zhí)行的，于是我就懷疑synchronized關(guān)鍵字和Spring肯定有點(diǎn)沖突。于是根據(jù)這兩個(gè)關(guān)鍵字搜了一下，找到了問(wèn)題所在。

我們知道Spring事務(wù)的底層是Spring AOP，而Spring AOP的底層是動(dòng)態(tài)代理技術(shù)。跟大家一起回顧一下動(dòng)態(tài)代理：

 public static void main(String[] args) {
        // 目標(biāo)對(duì)象
        Object target ;
        Proxy.newProxyInstance(ClassLoader.getSystemClassLoader(), Main.class, new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                // 但凡帶有@Transcational注解的方法都會(huì)被攔截
                // 1... 開(kāi)啟事務(wù)
                method.invoke(target);
                // 2... 提交事務(wù)
                return null;
            }
            
        });
    }

實(shí)際上Spring做的處理跟以上的思路是一樣的，我們可以看一下TransactionAspectSupport類(lèi)中invokeWithinTransaction()：

調(diào)用方法前開(kāi)啟事務(wù)，調(diào)用方法后提交事務(wù)

在多線(xiàn)程環(huán)境下，就可能會(huì)出現(xiàn)：方法執(zhí)行完了(synchronized代碼塊執(zhí)行完了)，事務(wù)還沒(méi)提交，別的線(xiàn)程可以進(jìn)入被synchronized修飾的方法，再讀取的時(shí)候，讀到的是還沒(méi)提交事務(wù)的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)不是最新的，所以就出現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題。

三、解決問(wèn)題

從上面我們可以發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題所在是因?yàn)锧Transcational注解和synchronized一起使用了，加鎖的范圍沒(méi)有包括到整個(gè)事務(wù)。所以我們可以這樣做：

新建一個(gè)名叫SynchronizedService類(lèi)，讓其去調(diào)用addEmployee()方法，整個(gè)代碼如下：

@RestController
public class EmployeeController {
    @Autowired
    private SynchronizedService synchronizedService ;
    @RequestMapping("/add")
    public void addEmployee() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(() -> synchronizedService.synchronizedAddEmployee()).start();
        }
    }
}
// 新建的Service類(lèi)
@Service
public class SynchronizedService {
    @Autowired
    private EmployeeService employeeService ;
	
    // 同步
    public synchronized void synchronizedAddEmployee() {
        employeeService.addEmployee();
    }
}
@Service
public class EmployeeService {
    @Autowired
    private EmployeeRepository employeeRepository;
    
    @Transactional
    public void addEmployee() {
        // 查出ID為8的記錄，然后每次將年齡增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);
        employeeRepository.save(employee);
    }
}

我們將synchronized鎖的范圍包含到整個(gè)Spring事務(wù)上，這就不會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)程安全的問(wèn)題了。在測(cè)試的時(shí)候，我們可以發(fā)現(xiàn)1000個(gè)線(xiàn)程跑起來(lái)比之前要慢得多，當(dāng)然我們的數(shù)據(jù)是正確的：

拋開(kāi)上面事務(wù)造成的synchronized失效問(wèn)題，synchronized本身是悲觀鎖，代價(jià)偏高，像數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)修改的線(xiàn)程安全問(wèn)題，可以使用樂(lè)觀鎖，在表中添加version字段，每次修改時(shí)預(yù)期值與數(shù)據(jù)庫(kù)值比較，失敗的話(huà)一定次數(shù)自旋嘗試修改，修改成功的話(huà)version+1。

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