PHP项目Laravel悲观锁与乐观锁

本文目录导读：

1. 悲观锁 (Pessimistic Locking)
2. 乐观锁 (Optimistic Locking)
3. 进阶：Laravel 内置的 updateOrCreate / firstOrCreate
4. 锁的实现细节对比表
5. 实战：扣库存示例（高并发）
6. 最佳实践建议
7. 排查锁问题常用 SQL

在 Laravel 中处理并发下的数据一致性问题，悲观锁和乐观锁是两种核心策略，它们的核心区别在于冲突检测的时机和锁的持有时间。

以下是针对 Laravel 项目的详细实战指南。

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悲观锁 (Pessimistic Locking)

核心思想：“我修改之前，谁都不许动”，在读取数据时立即加锁,直到事务提交或回滚才释放。

适用场景：高冲突、数据一致性要求极高（如金融订单扣款）、短事务。

1 原生 SQL 实现

Laravel 使用 lockForUpdate()（排他锁）和 lock（共享锁）别名。

use Illuminate\Support\Facades\DB;
DB::transaction(function () {
    // 获取行锁（排他锁）
    // 其他事务读会被阻塞（取决于隔离级别）或写会等待
    $user = DB::table('users')
                ->where('id', 1)
                ->lockForUpdate() // 相当于 SELECT ... FOR UPDATE
                ->first();
    // 业务逻辑：检查余额
    if ($user->balance < 100) {
        throw new \Exception('余额不足');
    }
    // 扣款操作
    DB::table('users')
        ->where('id', 1)
        ->update(['balance' => $user->balance - 100]);
});

2 Eloquent ORM 高级用法

在 Model 查询中使用：

use App\Models\Product;
DB::transaction(function () {
    // 加载商品并加锁（行级锁）
    $product = Product::where('id', 1)
                ->lockForUpdate()
                ->first();
    if ($product->stock <= 0) {
        throw new \Exception('库存不足');
    }
    // 扣减库存
    $product->decrement('stock', 1);
});

3 注意死锁问题

• 始终按照固定的顺序加锁（例如先锁ID小的）。
• 事务尽量保持短小,避免锁等待超时。
• 设置合理的锁等待超时时间（MySQL innodb_lock_wait_timeout）。

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乐观锁 (Optimistic Locking)

核心思想：“我在提交时检查有没有人改过”，不加数据库锁,利用版本号或时间戳检测冲突。

适用场景：低冲突、长事务、读多写少。

1 使用版本号实现

数据库设计：

Schema::table('posts', function ($table) {
    $table->unsignedInteger('version')->default(1);
});

模型层实现：

use App\Models\Post;
$post = Post::find(1);
$post->title = '新的标题';
// 使用版本号作为 update 查询条件
$affectedRows = Post::where('id', $post->id)
                    ->where('version', $post->version) // 当前版本
                    ->update([
                        'title' => $post->title,
                        'version' => $post->version + 1, // 版本+1
                    ]);
if ($affectedRows === 0) {
    // 更新失败，说明别人已经改过了
    throw new \Exception('数据已被他人修改，请刷新重试');
}

2 使用时间戳实现（Laravel 内置 trait）

Laravel 提供了 Laravel\SerializesModels，但更常用的是 Laravel\Scout\Builder，不过最标准的是 Laravel\Concurrency？不用记这些，直接用 updated_at 做判断：

$user = User::find(1);
// 假设前端传了 last_updated_at（即当前模型的 updated_at）
$lastUpdatedAt = $user->updated_at;
$affectedRows = User::where('id', $user->id)
                    ->where('updated_at', $lastUpdatedAt)
                    ->update([
                        'name' => '新名字',
                        'updated_at' => now(), // 手动更新，让 Laravel 自动处理
                    ]);
if ($affectedRows === 0) {
    throw new \Exception('数据已过期');
}

注意：Eloquent 默认的 updated_at 会自动变更，因此你需要传入修改前的 updated_at 作为条件。

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进阶：Laravel 内置的 updateOrCreate / firstOrCreate

这种方法可以缓解部分并发问题，但不能保证原子性,不推荐用于复杂业务。

DB::transaction(function () {
    $affected = User::where('email', 'test@example.com')
                    ->update(['login_count' => DB::raw('login_count + 1')]);
    if ($affected === 0) {
        // 创建新用户
        User::create(['email' => 'test@example.com', 'login_count' => 1]);
    }
});

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锁的实现细节对比表

特性	悲观锁 (lockForUpdate)	乐观锁 (version)
数据库支持	需要 MySQL/Postgres 事务支持	纯业务逻辑，支持任何数据库
性能开销	高（持有锁，需等待）	低（无锁，直接更新）
冲突处理	等待（阻塞）	失败重试（返回冲突）
灵巧性	适合短操作	适合长时间操作（如用户上传文件）
死锁风险	高（需谨慎处理锁顺序）	无（不需要持有锁）
典型代码	lockForUpdate() + transaction	where('version', $oldVersion)

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实战：扣库存示例（高并发）

悲观锁（简单直接，性能差）

DB::transaction(function () {
    $product = Product::where('id', 1)->lockForUpdate()->first();
    if ($product->stock >= 1) {
        $product->stock -= 1;
        $product->save();
        // 创建订单等...
    }
});

乐观锁（高效，需重试）

for ($retry = 0; $retry < 3; $retry++) {
    DB::transaction(function () {
        $product = Product::find(1);
        $originalVersion = $product->version;
        $affected = Product::where('id', 1)
                    ->where('version', $originalVersion)
                    ->update([
                        'stock' => DB::raw('stock - 1'),
                        'version' => $originalVersion + 1,
                    ]);
        if ($affected === 0) {
            throw new \Exception('库存已变化，重试');
        }
        // 下单逻辑...
    });
}

原子操作（无锁，性能最强）

如果只是简单的数值增减，直接使用 decrement，它会生成 UPDATE ... SET stock = stock - 1，本身具有原子性,不需要锁。

$affected = Product::where('id', 1)
            ->where('stock', '>', 0)
            ->decrement('stock', 1);
if ($affected === 0) {
    throw new \Exception('库存不足');
}

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最佳实践建议

1. 优先使用乐观锁 在大多数 Web 应用中，冲突率较低，乐观锁性能更好,代码更简单。
2. 高风险数据用悲观锁 涉及资金、库存强一致性，且事务时间短，用 lockForUpdate。
3. 避免长事务 锁持有时间越长,死锁和阻塞概率越大。
4. 设置重试机制 乐观锁冲突时，应设计重试逻辑（循环或队列重试）。
5. 创建索引 锁查询条件（where id）必须有索引,否则全表锁。

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排查锁问题常用 SQL

-- 查看当前锁等待
SHOW ENGINE INNODB STATUS;
-- 查看锁超时时间
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_lock_wait_timeout';
-- 查看当前事务
SELECT * FROM information_schema.innodb_trx;