Synchronized鎖在Spring事務管理下，為啥還線程不安全？

terro 發布于2019-08-16 15:10 / 1282人閱讀

摘要：不是線程安全的，那問題出現在哪呢眾所周知，方法能夠保證所修飾的代碼塊方法保證有序性原子性可見性。講道理，如果沒有報錯的話，應該每個線程都對值進行。

前言

只有光頭才能變強。

文本已收錄至我的GitHub倉庫，歡迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

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)：

https://www.zhihu.com/question/277812143

開啟10000個線程，每個線程給員工表的money字段【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，問題是代碼執行完畢后數據庫中的money 字段不是10000，而是小于10000 問題出在哪里？

Service層代碼：

SQL代碼(沒有加悲觀/樂觀鎖)：

用1000個線程跑代碼：

簡單來說：多線程跑一個使用synchronized關鍵字修飾的方法，方法內操作的是數據庫，按正常邏輯應該最終的值是1000，但經過多次測試，結果是低于1000。這是為什么呢？

一、我的思考

既然測試出來的結果是低于1000，那說明這段代碼不是線程安全的。不是線程安全的，那問題出現在哪呢？眾所周知，synchronized方法能夠保證所修飾的代碼塊、方法保證有序性、原子性、可見性。

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

(參考我之前寫過的synchronize鎖筆記：Java鎖機制了解一下)

既然Java層面上找不到原因，那分析一下數據庫層面的吧(因為方法內操作的是數據庫)。在increaseMoney()方法前加了@Transcational注解，說明這個方法是帶有事務的。事務能保證同組的SQL要么同時成功，要么同時失敗。講道理，如果沒有報錯的話，應該每個線程都對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)，于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代碼：

@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，然后每次將年齡增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);

        employeeRepository.save(employee);
    }

}

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

從打印的情況我們可以得出：多線程情況下并沒有串行執行addEmployee()方法。這就導致對同一個值做重復的修改，所以最終的數值比1000要少。

二、圖解出現的原因

發現并不是同步執行的，于是我就懷疑synchronized關鍵字和Spring肯定有點沖突。于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) {

        // 目標對象
        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注解的方法都會被攔截

                // 1... 開啟事務

                method.invoke(target);

                // 2... 提交事務

                return null;
            }
            
        });
    }

(詳細請參考我之前寫過的動態代理：給女朋友講解什么是代理模式)

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()：

調用方法前開啟事務，調用方法后提交事務

在多線程環境下，就可能會出現：方法執行完了(synchronized代碼塊執行完了)，事務還沒提交，別的線程可以進入被synchronized修飾的方法，再讀取的時候，讀到的是還沒提交事務的數據，這個數據不是最新的，所以就出現了這個問題。

三、解決問題

從上面我們可以發現，問題所在是因為@Transcational注解和synchronized一起使用了，加鎖的范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，讓其去調用addEmployee()方法，整個代碼如下：

@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，然后每次將年齡增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);

        employeeRepository.save(employee);

    }
}

我們將synchronized鎖的范圍包含到整個Spring事務上，這就不會出現線程安全的問題了。在測試的時候，我們可以發現1000個線程跑起來比之前要慢得多，當然我們的數據是正確的：

最后

可以發現的是，雖然說Spring事務用起來我們是非常方便的，但如果不了解一些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~~~

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