高并发场景下的难题及CAS方案

典型支付场景

这是最经典的场景。支付过程，要先查询买家的账户余额，然后计算商品价格，最后对买家进行进行扣款。在高并发的分布式业务场景中，类似这种 “查询+修改” 的操作很可能导致数据的不一致性。

在线下单场景

同理，买家在电商平台下单，往往会涉及到两个动作，一个是扣库存，第二个是更新订单状态，库存和订单一般属于不同的数据库，需要使用分布式事务保证数据一致性。

跨行转账场景

跨行转账问题也是一个典型的分布式事务，用户A向B的账户转账，要先进行A的账户-500，然后B的账户+500。为了保证这两个操作步骤的一致，数据一致性方案必然要被引入。

CAS方案

分布式CAS（Compare-and-Swap）模式是一种无锁化思想的应用，通过无锁算法实现线程间对共享资源的无冲突访问，既保证性能高效，有保证数据的强一致性，避免了一致性问题的产生。CAS模式包含三个基本操作数：内存地址V、旧的预期值A和要修改的新值B。在更新一个变量的时候，只有当变量的预期值A和内存地址V当中的实际值相同时，才会将内存地址V对应的值修改为B。

引出ABA问题

在CAS（Compare-and-Swap）操作中，ABA问题是一个常见的挑战。ABA问题是指当某个线程读取一个共享变量V的值为A，之后准备将其更新为B时，另一个线程可能已经将其从A改为了B，然后又改回了A。这可能导致数据一致性受损，并导致业务逻辑错误，难以调试与定位。

不同维度的处理方式

ABA出现的原因，是CAS的过程中，只关注Value值的校验，忽略了这个值还是不是之前的那个值。解决方案是给Value设置一个Version（版本号），用来比对，一个数据一个版本，每次数据变化的时候版本跟随变化，这样的话就不会随随便便修改成功。

应用程序层

Java中的java.util.concurrent.atomic包提供了解决ABA问题的工具类。在Go语言中，通常使用sync/atomic包提供的原子操作来处理并发问题，并引入版本号或时间戳的概念。

数据层

1. CAS策略

update stock set num_val=$num_new_val where sid=$sid and num_val=$num_old_val

2. CAS策略+Version，避免ABA问题

update stock set num=$num_new_val, version=$version_new where sid=$sid and version=$version_old

总结

1. 高并发下的难题：支付、下单、跨行转账
2. CAS方案以及引发的ABA问题
3. 不同维度的处理方式：应用层、数据层

啦啦啦啦啦啦，不写了去跑步啦