大家有沒有遇到過，庫(kù)存異常的情況：

• 系統(tǒng)重試，導(dǎo)致庫(kù)存扣了多次；
• 系統(tǒng)并發(fā)，導(dǎo)致庫(kù)存設(shè)置錯(cuò)誤；

今天和大家聊一聊庫(kù)存扣減里的方案設(shè)計(jì)。

庫(kù)存微服務(wù)一般提供什么接口？

提供庫(kù)存的查詢、扣減、設(shè)置等RPC接口：

• 庫(kù)存查詢接口，微服務(wù)一般執(zhí)行：

select num from stock where sid=$sid

• 庫(kù)存扣減接口，微服務(wù)一般執(zhí)行：

update stock set num=num-$reduce where sid=$sid

• 庫(kù)存設(shè)置接口，微服務(wù)一般執(zhí)行：

update stock set num=$num_new where sid=$sid

庫(kù)存操作，一般是什么業(yè)務(wù)場(chǎng)景？

用戶下單前，一般會(huì)對(duì)庫(kù)存進(jìn)行查詢，有足夠的存量才允許扣減：

如上圖所示，通過查詢接口，得到庫(kù)存是5。

用戶下單時(shí)，接著會(huì)對(duì)庫(kù)存進(jìn)行扣減：

如上圖所示，購(gòu)買3單位的商品，通過扣減接口，最終得到庫(kù)存是2。

簡(jiǎn)言之，一般是“先查后減”。

庫(kù)存“先查后減”會(huì)遇到什么問題？

系統(tǒng)往往有重試機(jī)制，這個(gè)重試機(jī)制可能實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)底層，例如：服務(wù)連接池重試，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池重試，業(yè)務(wù)代碼不可控。

如果通過扣減接口來修改庫(kù)存，在重試時(shí)會(huì)導(dǎo)致重復(fù)扣減：

如上圖所示，try和retry，導(dǎo)致一次扣減執(zhí)行兩次，最終得到一個(gè)錯(cuò)誤庫(kù)存。

如何解決“重試導(dǎo)致庫(kù)存異?！钡膯栴}？

這里的根本原因：“reduce”操作是一個(gè)非冪等的操作，不能夠重復(fù)執(zhí)行，可以升級(jí)為“set”操作：

如上圖所示，同樣是購(gòu)買3單位的商品，通過set操作，即使有重試機(jī)制，也不會(huì)得到錯(cuò)誤的庫(kù)存，“set”操作是一個(gè)冪等操作。

因此，應(yīng)該“先查后設(shè)”。

庫(kù)存“先查后設(shè)”會(huì)遇到什么問題？

并發(fā)量很大時(shí)，還是可能導(dǎo)致庫(kù)存異常：

如上圖所示，兩個(gè)并發(fā)的操作，查詢庫(kù)存，都得到了庫(kù)存是5。

接下來多個(gè)用戶發(fā)生了并發(fā)的購(gòu)買動(dòng)作：

畫外音：秒殺類業(yè)務(wù)特別容易出現(xiàn)。

如上圖所示：

• 用戶1購(gòu)買了3個(gè)庫(kù)存，庫(kù)存要設(shè)置為2；
• 用戶2購(gòu)買了2個(gè)庫(kù)存，庫(kù)存要設(shè)置為3；
• 這兩個(gè)設(shè)置庫(kù)存的接口并發(fā)執(zhí)行，庫(kù)存會(huì)先變成2，再變成3，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致（實(shí)際賣出了5件商品，但庫(kù)存只扣減了2，最后一次設(shè)置庫(kù)存會(huì)覆蓋和掩蓋前一次并發(fā)操作）；

如何解決“并發(fā)導(dǎo)致庫(kù)存異?！钡膯栴}？

這里的根本原因：設(shè)置操作發(fā)生的時(shí)候，沒有檢查庫(kù)存與查詢出來的庫(kù)存有沒有變化，理論上：

• 庫(kù)存為5時(shí)，用戶1的庫(kù)存設(shè)置才能成功；
• 庫(kù)存為5時(shí)，用戶2的庫(kù)存設(shè)置才能成功；

實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候：

• 庫(kù)存為5，用戶1的set stock 2確實(shí)應(yīng)該成功；
• 庫(kù)存變?yōu)?了，用戶2的set stock 3應(yīng)該失敗掉；

畫外音：有條件的成功。

接口實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級(jí)，將庫(kù)存設(shè)置接口執(zhí)行的：

update stock set num=$y where sid=$sid

升級(jí)為：

update stock set num=$num_new where sid=$sid 
and num=$num_old

畫外音：加了一個(gè)初始條件比對(duì)。

簡(jiǎn)言之，“先查后設(shè)，有條件的設(shè)”。

這正是大家常說的“Compare And Set”（CAS），是一種常見的降低讀寫鎖沖突，保證數(shù)據(jù)一致性的方法。

總結(jié)

• “先查后減”，在重試，并發(fā)的場(chǎng)景下，容易出現(xiàn)異常；
• “先查后設(shè)”，冪等性優(yōu)化，能夠解決重試的問題；
• “先查后設(shè)，有條件的射”，CAS優(yōu)化，能夠解決并發(fā)的問題；

知其然，知其所以然。

思路比結(jié)論更重要。