高并发场景下的库存超卖问题解决方案

题目

高并发场景下的库存超卖问题解决方案

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐⭐

考点

事务隔离级别,悲观锁与乐观锁,死锁处理,性能优化

快速回答

解决高并发库存扣减的核心要点：

• 使用SELECT FOR UPDATE NOWAIT实现行级悲观锁，避免脏读
• 设置READ COMMITTED隔离级别平衡一致性和并发性
• 订单创建与库存更新在同一个事务中完成
• 死锁检测机制：捕获ORA-00060错误并重试
• 批量提交优化：每100笔订单提交一次事务

问题场景

电商秒杀场景中，1000并发请求同时扣减同一商品库存（初始库存=500），需解决：
1. 超卖问题（库存不能为负）
2. 高并发性能瓶颈
3. 死锁风险

核心解决方案

1. 数据库设计

CREATE TABLE inventory (
  product_id NUMBER PRIMARY KEY,
  stock NUMBER NOT NULL CHECK(stock >= 0),
  version NUMBER DEFAULT 0  -- 乐观锁版本号
);

2. 悲观锁实现（推荐方案）

-- 应用层伪代码
BEGIN
  SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
  SELECT stock 
  FROM inventory 
  WHERE product_id = 123 
  FOR UPDATE NOWAIT;  -- 非阻塞锁

  IF stock >= order_quantity THEN
    UPDATE inventory 
    SET stock = stock - order_quantity 
    WHERE product_id = 123;

    INSERT INTO orders(...);  -- 创建订单记录
  END IF;
  COMMIT;
EXCEPTION
  WHEN OTHERS THEN
    IF SQLCODE = -60 THEN   -- ORA-00060: 死锁
      ROLLBACK;
      WAIT 0.1 SECONDS;     -- 指数退避重试
      RETRY(MAX 3 TIMES);
    END IF;
END;

关键机制：

• FOR UPDATE NOWAIT：立即返回锁冲突错误而非等待
• 行级锁：Oracle默认在ROWID级别加锁
• CHECK约束：数据库层防止负数库存

3. 乐观锁替代方案

UPDATE inventory
SET stock = stock - :qty,
    version = version + 1
WHERE product_id = 123
AND version = :old_version  -- 携带查询时的版本号
AND stock >= :qty;

优劣对比：

性能优化技巧

• 批量提交：每100笔订单提交一次事务
• 索引优化：确保product_id有唯一索引
• 连接池配置：增大INITIAL_SIZE减少连接创建开销
• 热点分离：库存数据与订单数据分表存储

常见错误

• 未处理死锁：未捕获ORA-00060导致事务挂起
• 锁范围过大：误用LOCK TABLE导致全表锁定
• ABA问题：乐观锁未结合版本号校验
• 事务过长：包含非必要操作增大锁持有时间

扩展知识

• Oracle特性：
  - SKIP LOCKED（12c+）跳过锁定的行
  - WAIT n 指定锁等待超时时间
• 架构升级：
  - 分库分表：按商品ID哈希分片
  - 缓存层：Redis预扣库存+异步落库
  - 队列削峰：Kafka缓冲瞬时流量