Synchronized锁在Spring事务管理下，为啥还线程不安全？

2021-11-03 10:41:40

前言

只有光头才能变强。

文本已收录至我的GitHub仓库，欢迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

大年初二，朋友问了我一个技术的问题(朋友实在是好学，佩服！)

该问题来源知乎(synchronized锁问题)：

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

开启10000个线程，每个线程给员工表的money字段【初始值是0】加1，没有使用悲观锁和乐观锁，但是在业务层方法上加了synchronized关键字，问题是代码执行完毕后数据库中的money 字段不是10000，而是小于10000 问题出在哪里？

Service层代码：

SQL代码(没有加悲观/乐观锁)：

用1000个线程跑代码：

简单来说：多线程跑一个使用synchronized关键字修饰的方法，方法内操作的是数据库，按正常逻辑应该最终的值是1000，但经过多次测试，结果是低于1000。这是为什么呢？

一、我的思考

既然测试出来的结果是低于1000，那说明这段代码不是线程安全的。不是线程安全的，那问题出现在哪呢？众所周知，synchronized方法能够保证所修饰的代码块、方法保证有序性、原子性、可见性。

讲道理，以上的代码跑起来，问题中Service层的increaseMoney()是有序的、原子的、可见的，所以断定跟synchronized应该没关系。

(参考我之前写过的synchronize锁笔记：Java锁机制了解一下)

既然Java层面上找不到原因，那分析一下数据库层面的吧(因为方法内操作的是数据库)。在increaseMoney()方法前加了@Transcational注解，说明这个方法是带有事务的。事务能保证同组的SQL要么同时成功，要么同时失败。讲道理，如果没有报错的话，应该每个线程都对money值进行+1。从理论上来说，结果应该是1000的才对。

(参考我之前写过的Spring事务：一文带你看懂Spring事务！)

根据上面的分析，我怀疑是提问者没测试好(hhhh，逃)，于是我也跑去测试了一下，发现是以提问者的方式来使用是真的有问题。

首先贴一下我的测试代码：


@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为8的记录，然后每次将年龄增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);

        employeeRepository.save(employee);
    }

}

简单地打印了每次拿到的employee值，并且拿到了SQL执行的顺序，如下(贴出小部分)：

从打印的情况我们可以得出：多线程情况下并没有串行执行addEmployee()方法。这就导致对同一个值做重复的修改，所以最终的数值比1000要少。

二、图解出现的原因

发现并不是同步执行的，于是我就怀疑synchronized关键字和Spring肯定有点冲突。于是根据这两个关键字搜了一下，找到了问题所在。

我们知道Spring事务的底层是Spring AOP，而Spring AOP的底层是动态代理技术。跟大家一起回顾一下动态代理：


    public static void main(String[] args) {

        // 目标对象
        Object target ;

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

                // 但凡带有@Transcational注解的方法都会被拦截

                // 1... 开启事务

                method.invoke(target);

                // 2... 提交事务

                return null;
            }
            
        });
    }

(详细请参考我之前写过的动态代理：给女朋友讲解什么是代理模式)

实际上Spring做的处理跟以上的思路是一样的，我们可以看一下TransactionAspectSupport类中invokeWithinTransaction()：

调用方法前开启事务，调用方法后提交事务

在多线程环境下，就可能会出现：方法执行完了(synchronized代码块执行完了)，事务还没提交，别的线程可以进入被synchronized修饰的方法，再读取的时候，读到的是还没提交事务的数据，这个数据不是最新的，所以就出现了这个问题。

三、解决问题

从上面我们可以发现，问题所在是因为@Transcational注解和synchronized一起使用了，加锁的范围没有包括到整个事务。所以我们可以这样做：

新建一个名叫SynchronizedService类，让其去调用addEmployee()方法，整个代码如下：


@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类
@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为8的记录，然后每次将年龄增加一
        Employee employee = employeeRepository.getOne(8);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + employee);
        Integer age = employee.getAge();
        employee.setAge(age + 1);

        employeeRepository.save(employee);

    }
}

我们将synchronized锁的范围包含到整个Spring事务上，这就不会出现线程安全的问题了。在测试的时候，我们可以发现1000个线程跑起来比之前要慢得多，当然我们的数据是正确的：

最后

可以发现的是，虽然说Spring事务用起来我们是非常方便的，但如果不了解一些Spring事务的细节，很多时候出现Bug了就百思不得其解。还是得继续加油努力呀~~~

觉得我的文章写得不错，不妨点一下赞！

码农公寓

前言

一、我的思考

二、图解出现的原因

三、解决问题

最后

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