今天給大家分享一個線上系統(tǒng)里發(fā)現(xiàn)的生產(chǎn)實踐案例，就是平時大家應(yīng)該都會用@Transactional注解去實現(xiàn)事務(wù)是不是？因為這個注解底層說白了很簡單，就是會去代理你這個方法的執(zhí)行，一旦代理了你的方法執(zhí)行，其實就可以在方法執(zhí)行前開一個事務(wù)，方法執(zhí)行完以后如果成功就提交事務(wù)，有異常就回滾事務(wù)。

這樣就可以讓你這個方法里所有的數(shù)據(jù)庫操作匯集到一個事務(wù)里去了，這個相信大家其實都是懂的，平時 開發(fā)也都是這么做的。

那大家有沒有想過，要是我們在這個事務(wù)注解里用了多線程并發(fā)加鎖的代碼，可能會導(dǎo)致這個鎖失效，也就是沒法實現(xiàn)多線程在加鎖代碼里串行加鎖執(zhí)行？這個簡直是一個巨坑，妥妥的線上生產(chǎn)事故案例，下面我們就開始分下這個案例。

一、@Transactional與線程鎖的基本使用

首先，我們簡要回顧一下@Transactional和線程鎖的基本用法。

1. @Transactional注解

@Transactional注解可以應(yīng)用于接口定義、接口中的方法、類定義或類中的public方法上。其主要作用是聲明一個方法需要在事務(wù)環(huán)境中執(zhí)行。Spring框架會在運行時通過AOP（面向切面編程）代理機制，自動管理事務(wù)的開啟、提交和回滾。

@Service
public class SomeService {


    @Transactional
    public void someTransactionalMethod() {
        // 業(yè)務(wù)邏輯
    }
}

2. 線程鎖（如ReentrantLock）

線程鎖用于控制多個線程對共享資源的并發(fā)訪問，防止數(shù)據(jù)不一致的問題。ReentrantLock是Java并發(fā)包java.util.concurrent.locks中的一個類，它提供了比synchronized關(guān)鍵字更靈活的鎖定操作。

public class SomeClass {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();


    public void someMethod() {
        lock.lock();
        try {
            // 業(yè)務(wù)邏輯
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

二、@Transactional中使用線程鎖導(dǎo)致的問題

在@Transactional注解的方法內(nèi)部使用線程鎖時，可能會遇到鎖失效的問題。這是因為@Transactional通過AOP在目標方法執(zhí)行前后進行事務(wù)的開啟和提交，而線程鎖則直接作用于方法內(nèi)部的代碼塊。這種機制上的差異導(dǎo)致了事務(wù)和鎖的管理在時間上不一致，進而引發(fā)鎖失效。

示例場景

假設(shè)我們有一個服務(wù)類，其中有一個方法需要在事務(wù)環(huán)境中更新數(shù)據(jù)庫記錄，并在這個過程中使用線程鎖控制并發(fā)訪問。

@Service
public class UpdateService {


    private final Lock lock = new ReentrantLock();


    @Transactional
    public void updateData() {
        lock.lock();
        try {
            // 模擬數(shù)據(jù)庫更新操作
            System.out.println("Updating data...");
            // 假設(shè)這里有一些耗時的數(shù)據(jù)庫操作
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在這個例子中，雖然我們在方法內(nèi)部使用了ReentrantLock來加鎖，但鎖的釋放是在事務(wù)提交之前完成的。如果在鎖釋放后、事務(wù)提交前，有其他線程進入并嘗試更新相同的數(shù)據(jù)，就可能讀取到未提交的數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。

因為一旦把事務(wù)和鎖放一起用，就會顯得有點詭異，你上面的代碼想的是說用事務(wù)注解控制數(shù)據(jù)庫事務(wù)，異常就回滾，成功就提交，對吧？然后你想加鎖以后就是每個線程串行執(zhí)行，一個線程加鎖，更新數(shù)據(jù)庫，提交事務(wù)，釋放鎖，下一個線程過來加鎖，讀取更新數(shù)據(jù)庫，注意，這里應(yīng)該是接著上一個現(xiàn)成的更新結(jié)果來做的，完了再提交事務(wù)，釋放鎖，對吧？

問題是，如果忽略了事務(wù)注解的工作機制，忘了那個事務(wù)控制其實是在鎖代碼外面的，因為spring會用AOP代理機制接管方法執(zhí)行，事務(wù)管控是在方法執(zhí)行外面的，所以很可能你開啟一共事務(wù)，然后加鎖，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫更新，接著就直接釋放鎖了，然后此時事務(wù)可能還沒提交！！！！

接著別的線程就可以進入一個方法了，此時他會開啟一個自己的事務(wù)，在mysql層面多個事務(wù)并發(fā)的時候是有自己的隔離機制的，跟你的代碼里的加鎖是沒直接關(guān)系的，此時新的線程是可以進入代碼塊拿到鎖的，畢竟你之前一個線程都釋放代碼里的鎖了！

然后新的線程執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的讀取和更新操作，其實是基于上一個線程的事務(wù)沒提交的那個臟數(shù)據(jù)在執(zhí)行，所以此時就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況，看起來就跟多個線程亂序更新數(shù)據(jù)庫一樣，跟你想的就不一樣了，對吧？

所以這就是所謂的事務(wù)注解里線程加鎖可能導(dǎo)致鎖沒生效，多個線程還是亂序在執(zhí)行。

三、問題分析

問題的根源在于@Transactional和線程鎖的管理機制不同步。@Transactional通過AOP代理在方法執(zhí)行前后進行事務(wù)操作，而線程鎖則是直接在方法內(nèi)部控制并發(fā)。當(dāng)方法執(zhí)行完畢后，即使事務(wù)還未提交，鎖已經(jīng)被釋放，這就為其他線程提供了進入并操作共享資源的機會。

四、解決方案

為了解決@Transactional中使用線程鎖導(dǎo)致的鎖失效問題，我們可以采用以下幾種方案：

1. 將事務(wù)管理和鎖操作分離

將需要加鎖的業(yè)務(wù)邏輯封裝到一個單獨的方法中，并在調(diào)用該方法前手動管理事務(wù)。這種方式可以避免@Transactional和線程鎖在時間上的不一致。也就是通過手動管控事務(wù)提交和回滾，跟代碼里的加鎖同步一致，避免這個問題。

按照我們的想法，說白了就是應(yīng)該是在加鎖代碼里面讓事務(wù)先提交，然后再釋放鎖，這樣就可以保證多個線程對數(shù)據(jù)庫的更新是串行的。

@Service
public class UpdateService {


    private final Lock lock = new ReentrantLock();


    @Autowired
    private PlatformTransactionManager transactionManager;


    public void updateData() {
        lock.lock();
        try {
            TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
            try {
                // 模擬數(shù)據(jù)庫更新操作
                System.out.println("Updating data...");
                // 假設(shè)這里有一些耗時的數(shù)據(jù)庫操作
                Thread.sleep(1000);
                transactionManager.commit(status);
            } catch (Exception e) {
                transactionManager.rollback(status);
                throw e;
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

注意：這種方式雖然解決了鎖失效的問題，但手動管理事務(wù)會使代碼變得復(fù)雜，且容易出錯。

2. 使用@Transactional單獨一個方法

將需要事務(wù)支持的方法單獨提出來，并確保該方法不包含任何鎖操作。在調(diào)用該方法前，通過其他方式（如使用代理類或直接在調(diào)用者處）管理鎖。這個本質(zhì)其實也是在鎖范圍內(nèi)讓事務(wù)先執(zhí)行和提交，只不過通過方法的提取避免了手動加提交事務(wù)，其實是更加的優(yōu)雅的！

@Service
public class UpdateServiceImpl implements UpdateService {


    @Autowired
    @Lazy
    private UpdateServiceImpl self;


    private final Lock lock = new ReentrantLock();


    @Transactional
    public void updateDataTransactional() {
        // 模擬數(shù)據(jù)庫更新操作
        System.out.println("Updating data in transaction...");
        // 假設(shè)這里有一些耗時的數(shù)據(jù)庫操作
        Thread.sleep(1000);
    }


    public void updateData() {
        lock.lock();
        try {
            self.updateDataTransactional();
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

這種方式將事務(wù)管理和鎖操作分離到不同的方法中，既保證了事務(wù)的正確性，又避免了鎖失效的問題。

3. 使用數(shù)據(jù)庫鎖代替線程鎖

在某些情況下，我們可以考慮使用數(shù)據(jù)庫本身的鎖機制來替代線程鎖。數(shù)據(jù)庫鎖可以更加精確地控制對共享資源的訪問，且與事務(wù)管理緊密結(jié)合，不易出現(xiàn)鎖失效的問題。

五、總結(jié)

在@Transactional注解的方法內(nèi)部使用線程鎖時，由于事務(wù)管理和鎖操作在時間上的不一致，可能會導(dǎo)致鎖失效的問題。為了解決這個問題，我們可以將事務(wù)管理和鎖操作分離，使用編程式事務(wù)管理，或者將需要事務(wù)支持的方法單獨提出來，并通過其他方式管理鎖。同時，我們也可以考慮使用數(shù)據(jù)庫鎖來替代線程鎖，以更好地保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

希望這篇文章能幫助你更好地理解@Transactional中使用線程鎖導(dǎo)致的問題，并提供實用的解決方案。在實際開發(fā)中，根據(jù)具體場景選擇合適的方法，可以有效避免類似問題的發(fā)生。