支付宝转账过程并发交易引起的分布式死锁问题

问题背景

最常见的一种场景： 支付宝账号A向账号B转账500元。 由于支付宝有几亿用户，账户的保存采用了分库分表的方案， 账号A和账号B分别被保存在不同的数据库实例中

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一般处理方案

支付宝提供了一套柔性事务处理方案—基于二阶段提交理论的TCC方案，这里不再赘述，有兴趣的同志参考 http://www.kuqin.com/shuoit/20151208/349373.html

对于单笔交易，大致流程用伪代码描述为：

try{//锁资源阶段    lock A; A -= 500; //step 1    lock B; B += 500; //step 2 } confirm{//分布式事务提交阶段     commit A;     commit B; } //若confirm中某一步失败or超时，则做下面的动作 cancel{     rollback A;     rollback B; }

上述过程中，在单笔交易中，是没问题的

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问题引申

对支付宝这种高并发的应用， 很可能出现一种场景，A向B转账的500块的时候，B几乎同时向A转账1000块，比如春节的时候大家频繁发红包。所以这个时候，有这样一个过程：

try{//锁资源阶段    lock B; B -= 1000; //step 3    lock A; A += 1000; //step 4 } confirm{//分布式事务提交阶段     commit A;     commit B; } //若confirm中某一步失败or超时，则做下面的动作 cancel{     rollback A;     rollback B; }

不难看出， 在两笔交易几乎同时执行的时候， 当交易1执行了step1锁住A账号再去锁B账号的时候，交易2可能正执行step3锁住了B账号然后要请求A账号的资源。 这个时候死锁就出现了。

结果就是两笔交易都无法正常往下走，只能等待超时直至对方释放资源。最终的结果可能是这两笔交易都失败， 然后再重新发起交易。 对于支付宝这样的应用来说，这几乎是不能容忍的。

好了，问题摆出来了，how to deal with it?

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死锁的预防方案

1. 死锁预防 使引起死锁的必要条件不成立
   – 资源排序，按资源序列申请
   – 将所有并发事务排序，按标识符或者开始时间
   – 有死锁危险的时候，事务退出已经占有的资源， 有两种方法：
   等待-死亡： 重启较为年轻的事务， 较为年老的事务等待已经持有资源但是较为年轻的事务
   受伤-等待： 年轻的等待年老的， 较年轻的重启，而重启事务并不一定是目前正在申请的事务

2. 死锁检测
   –检测死锁时循环等待的圈

并发控制的多版本技术

多版本的概念

保存已经更新数据的旧值维护一个数据项的多个版本通过读取数据项的较老版本来维护可串行性， 使得系统可以接受在其他技术中被拒绝的一些读操作写数据项的时， 写入一个新版本，老版本依然保留

数据项X的多个版本

x1, x2, x3...

系统保存的值

Xi的值Read_TS(Xi)： 读时标，成功读取版本Xi的事务的时标，·最大的一个Write_TS(Xi): 写时标，写入版本Xi的值的事务时标

多版本规则

事务T发起write_item(X), Xi具有X所有版本中的最高的write_TS(Xi).若write_TS(Xi)<=TS(T) && read_TS(Xi)>TS(T), 撤销并回滚T若write_TS(Xi)<=TS(T) && read_TS(Xi)<TS(T)，则创建X的新版本, 并且令 write_TS(Xi)=read_TS(Xi)=TS(T) 值      read      write   version500     T0         T0       v1800     T2         T2       v2                 //*事务T2执行write操作*    

事务T发起一个read_item(X)操作，并且X的版本Xi具有X所有版本中最高的write_TS(Xi), 同时write_TS(Xi)<=TS(T), 则将其Xi返回给事务T， 并将read_TS(Xi)的值设置为TS(T)和当前read_TS(Xi)中较大的一个

值      read      write   version500     T1         T0       v1                 //*事务T1执行read操作，读取在其之前写入的版本，这里返回值是500*800     T2         T2       v2                 //*事务T2执行write操作*