關於mysql for update 排他鎖應用的問題分析

一、問題描述

最近工作中發現了一個系統問題，涉及到關於 mysql for update 排他鎖，沒有阻塞其他事務的問題。

主要的業務爲多個內配箱子入庫回傳修改箱子、內配單狀態，內配單狀態爲配貨完成狀態，沒有被修改爲上架完成狀態。

一個內配單可能存在多個商品，一個內配單發貨可能會發不同的箱子，每個箱子可能包含不同的內配單的商品。即內配單與箱子的關係是多對多。

二、原因分析

數據庫的隔離級別：讀已提交

2.1 箱子入庫回傳流程

select
  c.id as id
from
  table_c c
where
  c.id in (xxx, xxx)
  and not exists (
    select
      1
    from
      table_s s,
      table_b b
    where
      s.chuku_id = c.id
      and s.box_id = b.id
      and b.work_statue != '4'
  ) for
update

2.2 FOR UPDATE 語句的用法

在 MySQL 中，SELECT ... FOR UPDATE 語句是一種鎖定讀取操作，它鎖定語句返回的所有行，以防止其他事務在這些行上執行 UPDATE 或 DELETE 操作直到當前事務提交。

以下是 FOR UPDATE 鎖定的一些關鍵點： 鎖定範圍：

• FOR UPDATE 會對查詢結果中的所有行設置排他鎖（X鎖）。
• 如果查詢中包含了 WHERE 子句，那麼只有滿足條件的行會被鎖定。
• 如果查詢中包含了 join 操作，那麼涉及的所有表的相關行都會被鎖定。 鎖定行爲：
• 其他事務不能對這些行執行 UPDATE 或 DELETE 操作，直到當前事務提交。
• 其他事務仍然可以讀取這些行，因爲 SELECT ... FOR UPDATE 不會阻止共享鎖（S鎖）。 鎖定持續時間：
• 鎖定會一直持續到事務結束（提交或回滾）。 死鎖風險：
• 使用 FOR UPDATE 時，如果兩個事務嘗試鎖定對方已經鎖定的行，可能會導致死鎖。 使用限制：
• FOR UPDATE 只能在支持行級鎖的存儲引擎（如 InnoDB）上使用。
• 要使用 FOR UPDATE，必須開啓一個事務（使用 BEGIN 或 START TRANSACTION）。

例如：

BEGIN;

SELECT * FROM your_table WHERE condition FOR UPDATE;

UPDATE your_table SET column = value WHERE condition;

COMMIT;

上面的例子中，SELECT ... FOR UPDATE 語句會鎖定所有滿足 WHERE condition 的行，然後 UPDATE 語句可以安全地對這些行進行修改。

請記住，使用 FOR UPDATE 時要謹慎，因爲它可能會影響併發性和性能。只在必要時使用它，並確保事務儘可能短且高效。

2.3 原因總結

如果內配箱子涉及到相同的內配單，且存在箱子包含多個內配單，且先於其他箱子的事務（只包含一個內配單）執行 for update 的SQL語句，那麼後邊的事務會出現不會被阻塞的問題。

如果多個箱子都包含相同內配單號，且只有一個，那麼多個事務同時執行 for update 語句時就會阻塞（正確）。 一句話描述問題，執行 for update SQL語句時，想要達到多個事務阻塞效果，必須兩個事務執行select...for update 數據的查詢結果一樣。

三、解決方案

1、針對箱子入庫回傳增加分佈式鎖方案流程

1. 箱子入庫回傳時，先查詢箱子對應的內配單號
2. 然後將內配單按照升序排序，分別設置redis分佈式鎖
3. 全部加鎖成功之後，處理業務
4. 如果任何一個內配單加鎖失敗，說明被其他箱子加鎖了，拋出異常，重試

優點：僅僅改動箱子入庫回傳這塊代碼 缺點：需要開發代碼，上線測試

2、修改 for update 的SQL，增加獨立的加鎖語句

修改邏輯：

1. 將箱子對應的內配單ID 進行 for update的查詢，且不加其他條件，確保可以其他可以鎖定住其他事務的查詢

select
  c.id as id
from
  table_c c
where
  c.id in (xxx, xxx) for
update

2. 再查詢對應的已完成的箱子信息

select
  c.id as id
from
  table_c c
where
  c.id in (xxx, xxx)
  and not exists (
    select
      1
    from
      table_s s,
      table_b b
    where
      s.chuku_id = c.id
      and s.box_id = b.id
      and b.work_statue != '4'
  )

優點：不用增加分佈式鎖 缺點：增加了兩次數據庫查詢，一次是利用 for update 語句負責加鎖，另一次是查詢滿足條件的數據，可能會影響處理效率。

參考： https://dogslee.top/2021/08/25/%E8%AE%BE%E7%BD%AEMySQL%E7%9A%84%E9%9A%94%E7%A6%BB%E7%BA%A7%E5%88%AB/ https://www.51cto.com/article/745157.html