在金融系統(tǒng)中，我們會(huì)跟錢打交道，而保證在高并發(fā)下場(chǎng)景下，對(duì)賬戶余額操作的一致性，是非常重要的，如果代碼寫的時(shí)候沒考慮并發(fā)一致性，就會(huì)導(dǎo)致資損，本人在金融行業(yè)干了 8 年多，對(duì)這塊稍微有點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，所以這篇聊一下，如何在并發(fā)場(chǎng)景下，保證賬戶余額的一致性

1. 扣款流程是什么樣的？

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public  void payout(long uid,var payAmount){
   # 查詢賬戶總額
   var  amount= "SELECT amount FROM account WHERE uid=$uid";
   # 計(jì)算賬戶余額
   var balanceAmount = amount-payAmount;
   if(balanceAmount<0) throw 異常
   #更新余額  
   update account set amount=balanceAmount where uid=$uid；   
}

以上流程如果并發(fā)量非常低的情況下是沒問題的，但是如果在高并發(fā)下是很容易出現(xiàn)問題。

2. 在高并發(fā)下會(huì)出現(xiàn)什么問題？

1. 訂單a和訂單 b同一時(shí)間都查詢到了，賬戶余額為1000

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2. 訂單a扣款200，訂單b扣款 100，都滿足1000-減去扣款金額大于0

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3. 執(zhí)行扣款，訂單 a修改賬戶余額為800，訂單 b 修改為賬戶余額為900

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此時(shí)就出現(xiàn)問題了，如果訂單 a 先執(zhí)行更新，訂單 b后執(zhí)行，那么賬戶余額最終為900，反之為 800，都不正確，正確余額應(yīng)該是700，那怎么處理呢？

3. 并發(fā)扣款怎么處理？

a. 使用悲觀鎖

在執(zhí)行扣款時(shí)使用redis、zk或者數(shù)據(jù)庫的for update對(duì)賬戶數(shù)據(jù)進(jìn)行行級(jí)鎖，使執(zhí)行并發(fā)操作串型化操作，這里推薦使用for update操作，因?yàn)橐胷edis、zk還要考慮他們的異常情況，數(shù)據(jù)庫最簡(jiǎn)單，也是目前的常規(guī)做法，本人曾經(jīng)參與幾大銀行項(xiàng)目也是這種方式。

1. 查詢余額，在查詢語句上加上for update，但是一定要注意where 條件是唯一索引，否則會(huì)導(dǎo)致多行數(shù)據(jù)被鎖，同時(shí)必須要開始事務(wù)，否則for update沒效果，使用分布式數(shù)據(jù)庫中間件還要注意，for update可能會(huì)路由到讀節(jié)點(diǎn)上。偽代碼：

public  void payout(long uid,var payAmount){
   try{
    begin 事務(wù)
      # 查詢賬戶總額
      var amount= "SELECT amount FROM account WHERE uid=$uid for update";
      # 計(jì)算賬戶余額
      var balanceAmount = amount - payAmount;
      if(balanceAmount<0) throw 異常
      #更新余額  
      update account set amount=balanceAmount where uid=$uid；   
    }catch(Exception e){
     rollback 事務(wù);
      拋出異常； 
   }  
  commit 事務(wù)     
}

b. 使用樂觀鎖（CAS）

樂觀鎖的方式也就是是CAS的方式，適合并發(fā)量不高情況，如果并發(fā)量高大概率都失敗在重試，開銷也不比悲觀鎖小，

注意這也是面試題：CAS 適合在使用場(chǎng)景下使用？

1. 增加版本號(hào)方式

1. 在賬戶表增加樂觀鎖版本號(hào)

account(uid,amout,version)

2. 查詢余額時(shí)，同時(shí)查詢版本號(hào)。

SELECT amount,version FROM account WHERE uid=$uid

2. 每次更新余額時(shí)，必須版本號(hào)相等，并且版本號(hào)每次要修改。

update account set amount=余額，version=newVersion where uid=$uid and version=$oldVersion

2. 使用原有金額值比對(duì)更新

在執(zhí)行賬戶余額更新時(shí)，where 條件中增加第一次查出來的賬戶余額，即初始余額，如果在執(zhí)行更新時(shí)，初始余額沒變則更新成功，否則肯定是更新了，同時(shí)數(shù)據(jù)庫也會(huì)返回受影響的行數(shù)，來判斷是否更新成功，如果沒成功就再次重試。

update account set amount=余額  where uid=$uid and amount=$oldAmount

以下是偽代碼，遇到失敗回滾事務(wù)并拋出異常，上層調(diào)用方法要考慮捕獲異常在進(jìn)行重試

public void payout(long uid,var payAmount){
     try{
      
      begin 事務(wù)
        # 查詢賬戶總額
        var amount= "SELECT amount FROM account WHERE uid=$uid for update";
        # 計(jì)算賬戶余額
        var balanceAmount = amount- payAmount;
        if(balanceAmount<0) throw 異常
        #更新余額  
        int count=update account set amount=$balanceAmount where uid=$uid and amount=$amount；   
        ###注意如果更新成功返回count為1
         if(count<1){
           拋出異常重試；
         }
      }catch(Exception e){
        rollback 事務(wù);
           拋出異常； 
    }
   commit 事務(wù)     
  
}

具體到以上示例

訂單a 執(zhí)行

update account set amount=800 where uid=$uid and amount=1000;

訂單b 執(zhí)行

update account set amount=900 where uid=$uid and amount=1000;

以上兩筆執(zhí)行只有一筆能成功，因?yàn)閍mount 變了。

4. 使用樂觀鎖會(huì)不會(huì)存在aba 的問題

什么是 aba？

線程 1：獲取出數(shù)據(jù)的初始值是a，如果數(shù)據(jù)仍是a的時(shí)候，修改才能成功

線程 2：將數(shù)據(jù)修改成b

線程 3：將數(shù)據(jù)修改成 a

線程 1：執(zhí)行cas，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)還是 a,進(jìn)行數(shù)據(jù)修改

上述場(chǎng)景，線程1在修改數(shù)據(jù)時(shí)，雖然還是a，但已經(jīng)不是初始條件的a了，中間發(fā)生了a變b，b又變a，此 a 非彼 a，但是成功修改了，在有些場(chǎng)景下會(huì)有問題，這就是 aba

但是以上場(chǎng)景，對(duì)賬戶扣款不會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)橛囝~ 1000 就是 1000，是相同的，舉個(gè)例子，

訂單a：獲取出賬戶余額為 1000，期望余額是 1000的時(shí)候，才能修改成功。

訂單b：取了 100，將余額修改成了900。

訂單c：存進(jìn)去了100，將余額修改成了 1000。

訂單 a：檢查賬戶余額為1000，進(jìn)行扣款200，賬戶余額變成了800。

以上場(chǎng)景賬戶資金損失嗎沒有吧，不過為了避免產(chǎn)生誤解，推薦還是使用版本號(hào)的方式！

5. 總結(jié)

以上我們講了在高并發(fā)場(chǎng)景在如何保證結(jié)果一致性方式，在并發(fā)量高情況下推薦使用悲觀鎖的方式，如果并發(fā)量不高可以考慮使用樂觀鎖，推薦使用版本號(hào)方式。同時(shí)樂觀鎖場(chǎng)景要注意 aba 的問題。