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支付寶防并發(fā)方案之"一鎖二判三更新"

imingyu / 3489人閱讀

摘要：每年支付寶在雙和雙的活動(dòng)中，都展示了絕佳的技術(shù)能力。對(duì)于異步并發(fā)重復(fù)消息的處理亦是如此，加深對(duì)狀態(tài)機(jī)的判斷后還可以處理消息亂序問題。

每年支付寶在雙11和雙12的活動(dòng)中，都展示了絕佳的技術(shù)能力。這個(gè)能力不但體現(xiàn)在處理高TPS量的訪問，更體現(xiàn)在幾乎不會(huì)出錯(cuò)，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)支付的情況，那這個(gè)是怎么做到的呢？

誠然，為了實(shí)現(xiàn)在高并發(fā)下仍不會(huì)出錯(cuò)的技術(shù)目標(biāo)，支付寶下了很多功夫，比如冪等性的處理，分布式事務(wù)的使用等等，但是個(gè)人覺得其中最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是“一鎖二判三更新”這句看似毫不起眼的口訣。

何為“一鎖二判三更新”？ 簡(jiǎn)單來說就是當(dāng)任何一個(gè)并發(fā)請(qǐng)求過來的時(shí)候

我們先鎖定關(guān)聯(lián)單據(jù)

然后判斷關(guān)聯(lián)單據(jù)狀態(tài)，是否之前已經(jīng)更新過對(duì)應(yīng)狀態(tài)了

如果基于第2步判斷，之前并沒有請(qǐng)求更新過對(duì)應(yīng)狀態(tài)，則本次請(qǐng)求可以更新并完成相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯。如果之前已經(jīng)有更新過狀態(tài)了，則本次不能更新，也不能完成業(yè)務(wù)邏輯。

示意圖

話不多說，我們直接上代碼：

//第1步鎖當(dāng)前支付單
PaymentInfo resultPaymentInfo = commonPayCoreService
  .queryPaymentForUpdate(createPaymentInfo.getId());
if (resultPaymentInfo.isFinalStatus()) {
      //第2步，判斷當(dāng)前支付單狀態(tài)，如果是終態(tài)，則直接返回
       //不做任何更新
      return resultPaymentInfo;
}
//第3步更新當(dāng)前支付單狀態(tài)到終態(tài)，并完成相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯(支付成功)
 payCoreService.updateRequestResult(payChannelResult);

基于以上方案可以100%確保在并發(fā)情況下不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)更新問題，按理論來說，就是每次狀態(tài)機(jī)變更前，都要在并發(fā)安全情況下判斷狀態(tài)是否已經(jīng)發(fā)生過變更了。

如果第1步或第2步缺失了，會(huì)發(fā)生什么問題，我們來看一下：

第1步缺失

第2步缺失

只要把這3步作為我們的代碼規(guī)范，則可以避免大部分的并發(fā)重復(fù)操作問題。對(duì)于異步并發(fā)重復(fù)消息的處理亦是如此，加深對(duì)狀態(tài)機(jī)的判斷后還可以處理消息亂序問題。

對(duì)于鎖的使用可根據(jù)實(shí)際情況選擇悲觀鎖和樂觀鎖。
關(guān)于悲觀鎖(數(shù)據(jù)庫行鎖)，樂觀鎖(數(shù)據(jù)庫版本鎖或分布式鎖)的實(shí)現(xiàn)方式和坑我們以后再詳細(xì)說。

可能有人會(huì)問不管是悲觀鎖還是樂觀鎖對(duì)系統(tǒng)的并發(fā)量都是有影響的，這個(gè)怎么解決？我的觀點(diǎn)是在現(xiàn)代分布式系統(tǒng)中，如果追求高可用和穩(wěn)定則必須在方案上優(yōu)先滿足，對(duì)于性能可以通過優(yōu)化代碼邏輯，優(yōu)化技術(shù)架構(gòu)，擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫資源等方式來解決。

在之前螞蟻金服的壓測(cè)中，我負(fù)責(zé)的結(jié)算系統(tǒng)內(nèi)部有10次左右SQL調(diào)用以及一次遠(yuǎn)程調(diào)用（約花費(fèi)100ms），總流程花費(fèi)180ms左右。在一臺(tái)4核8G的機(jī)器上壓測(cè)，java服務(wù)并發(fā)可以達(dá)到150TPS，結(jié)果還是令人滿意的，通過水平服務(wù)器擴(kuò)展完全沒有問題。

在整個(gè)支付寶技術(shù)架構(gòu)中，只有一個(gè)場(chǎng)景是沒有用鎖和判斷直接更新的，就是2016年的春節(jié)五福紅包，高達(dá)上百萬的TPS訪問，為了保證用戶的順暢體驗(yàn)，犧牲了狀態(tài)判斷的安全性，在事后再做一次對(duì)賬（雖然就算出錯(cuò)也于事無補(bǔ)了 :)）

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