Synchronized鎖在Spring事務管理下，為啥還執行緒不安全？

Java3y發表於2019-02-17
synchronizedSpring執行緒

前言

只有光頭才能變強。

文字已收錄至我的GitHub倉庫，歡迎Star：github.com/ZhongFuChen…

大年初二，朋友問了我一個技術的問題(朋友實在是好學，佩服！)

該問題來源知乎(synchronized鎖問題)：

開啟10000個執行緒，每個執行緒給員工表的money欄位【初始值是0】加1，沒有使用悲觀鎖和樂觀鎖，但是在業務層方法上加了synchronized關鍵字，問題是程式碼執行完畢後資料庫中的money 欄位不是10000，而是小於10000 問題出在哪裡？

Service層程式碼：

程式碼

SQL程式碼(沒有加悲觀/樂觀鎖)：

SQL程式碼(沒有加悲觀/樂觀鎖)

用1000個執行緒跑程式碼：

用1000個執行緒跑程式碼：

簡單來說：多執行緒跑一個使用synchronized關鍵字修飾的方法，方法內操作的是資料庫，按正常邏輯應該最終的值是1000，但經過多次測試，結果是低於1000。這是為什麼呢？

一、我的思考

既然測試出來的結果是低於1000，那說明這段程式碼不是執行緒安全的。不是執行緒安全的，那問題出現在哪呢？眾所周知，synchronized方法能夠保證所修飾的程式碼塊、方法保證有序性、原子性、可見性。

講道理，以上的程式碼跑起來，問題中Service層的increaseMoney()是有序的、原子的、可見的，所以斷定跟synchronized應該沒關係。

(參考我之前寫過的synchronize鎖筆記：Java鎖機制瞭解一下)

既然Java層面上找不到原因，那分析一下資料庫層面的吧(因為方法內操作的是資料庫)。在increaseMoney()方法前加了@Transcational註解，說明這個方法是帶有事務的。事務能保證同組的SQL要麼同時成功，要麼同時失敗。講道理，如果沒有報錯的話，應該每個執行緒都對money值進行+1。從理論上來說，結果應該是1000的才對。

(參考我之前寫過的Spring事務：一文帶你看懂Spring事務！)

根據上面的分析，我懷疑是提問者沒測試好(hhhh，逃)，於是我也跑去測試了一下，發現是以提問者的方式來使用是真的有問題。

首先貼一下我的測試程式碼：


@RestController
public class EmployeeController {

    @Autowired
    private EmployeeService employeeService;

    @RequestMapping("/add")
    public void addEmployee() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(() -> employeeService.addEmployee()).start();
        }
    }


}

@Service
public class EmployeeService {

    @Autowired
    private EmployeeRepository employeeRepository;


    @Transactional
    public synchronized void addEmployee() {

        // 查出ID為8的記錄，然後每次將年齡增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);

        employeeRepository.save(employee);
    }

}
複製程式碼

簡單地列印了每次拿到的employee值，並且拿到了SQL執行的順序，如下(貼出小部分)：

SQL執行的順序

從列印的情況我們可以得出：多執行緒情況下並沒有序列執行addEmployee()方法。這就導致對同一個值做重複的修改，所以最終的數值比1000要少。

二、圖解出現的原因

發現並不是同步執行的，於是我就懷疑synchronized關鍵字和Spring肯定有點衝突。於是根據這兩個關鍵字搜了一下，找到了問題所在。

我們知道Spring事務的底層是Spring AOP，而Spring AOP的底層是動態代理技術。跟大家一起回顧一下動態代理：


    public static void main(String[] args) {

        // 目標物件
        Object target ;

        Proxy.newProxyInstance(ClassLoader.getSystemClassLoader(), Main.class, new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

                // 但凡帶有@Transcational註解的方法都會被攔截

                // 1... 開啟事務

                method.invoke(target);

                // 2... 提交事務

                return null;
            }
            
        });
    }
複製程式碼

(詳細請參考我之前寫過的動態代理：給女朋友講解什麼是代理模式)

實際上Spring做的處理跟以上的思路是一樣的，我們可以看一下TransactionAspectSupport類中invokeWithinTransaction()：

Spring事務管理是如何實現的

呼叫方法前開啟事務，呼叫方法後提交事務

Spring事務和synchronized鎖互斥問題

在多執行緒環境下，就可能會出現：方法執行完了(synchronized程式碼塊執行完了)，事務還沒提交，別的執行緒可以進入被synchronized修飾的方法，再讀取的時候，讀到的是還沒提交事務的資料，這個資料不是最新的，所以就出現了這個問題。

事務未提交，別的執行緒讀取到舊資料

三、解決問題

從上面我們可以發現，問題所在是因為@Transcational註解和synchronized一起使用了，加鎖的範圍沒有包括到整個事務。所以我們可以這樣做：

新建一個名叫SynchronizedService類，讓其去呼叫addEmployee()方法，整個程式碼如下：


@RestController
public class EmployeeController {

    @Autowired
    private SynchronizedService synchronizedService ;

    @RequestMapping("/add")
    public void addEmployee() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(() -> synchronizedService.synchronizedAddEmployee()).start();
        }
    }
}

// 新建的Service類
@Service
public class SynchronizedService {

    @Autowired
    private EmployeeService employeeService ;
	
    // 同步
    public synchronized void synchronizedAddEmployee() {
        employeeService.addEmployee();

    }
}

@Service
public class EmployeeService {

    @Autowired
    private EmployeeRepository employeeRepository;

    
    @Transactional
    public void addEmployee() {

        // 查出ID為8的記錄，然後每次將年齡增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);

        employeeRepository.save(employee);

    }
}

複製程式碼

我們將synchronized鎖的範圍包含到整個Spring事務上，這就不會出現執行緒安全的問題了。在測試的時候，我們可以發現1000個執行緒跑起來比之前要慢得多，當然我們的資料是正確的：

正確的資料

最後

可以發現的是，雖然說Spring事務用起來我們是非常方便的，但如果不瞭解一些Spring事務的細節，很多時候出現Bug了就百思不得其解。還是得繼續加油努力呀~~~

樂於輸出乾貨的Java技術公眾號：Java3y。公眾號內有200多篇原創技術文章、海量視訊資源、精美腦圖，不妨來關注一下！

帥的人都關注了

覺得我的文章寫得不錯，不妨點一下贊！

相關文章