摘要：在当今互联网软件开发领域，高并发场景下的业务逻辑处理一直是开发者们面临的关键挑战之一。其中，抢券活动作为一种常见的营销手段，如何确保其在高并发环境下的安全性，成为了众多互联网项目中的核心关注点。在 Spring Boot3 框架中，synchronized 关
在当今互联网软件开发领域，高并发场景下的业务逻辑处理一直是开发者们面临的关键挑战之一。其中，抢券活动作为一种常见的营销手段，如何确保其在高并发环境下的安全性，成为了众多互联网项目中的核心关注点。在 Spring Boot3 框架中，synchronized 关键字为我们提供了一种实现安全抢券逻辑的有效方式。本文将深入探讨如何巧妙运用 Synchronized 关键字，构建稳定、可靠的抢券系统。
Synchronized 关键字在 Java 多线程编程中扮演着至关重要的角色。它的主要作用是实现线程之间的同步，确保同一时刻只有一个线程能够访问被其修饰的代码块或方法。这一特性对于保护共享资源，避免多线程并发访问时出现的数据不一致问题，具有关键意义。
从原理上来说，每个 Java 对象都有一个内置锁（也称为监视器锁）。当一个线程访问被 Synchronized 修饰的代码时，它首先需要获取对象的内置锁。若该锁已被其他线程持有，那么当前线程将被阻塞，直到锁被释放。这种机制就像一个房间只有一把钥匙，多个线程就如同想要进入房间的人，同一时间只有拿到钥匙的人才能进入房间，其他人只能在外面等待。
Synchronized 具有可重入性，这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁。例如，一个方法 A 被 Synchronized 修饰，在方法 A 内部又调用了另一个同样被 Synchronized 修饰的方法 B，此时持有方法 A 锁的线程可以顺利进入方法 B，而不会产生死锁。但 Synchronized 也存在一些局限性，比如它的性能开销相对较大，每次进入和退出同步块都需要进行锁的获取和释放操作；并且它不具备锁的灵活性，只有非公平的重入锁，没有读写锁、公平锁等更复杂的锁类型，也缺少尝试获取锁和定时锁等功能。
在实际的互联网项目中，抢券业务有着极高的并发访问特点。想象一下，当一个热门电商平台推出限时抢券活动时，成千上万的用户可能会在同一瞬间点击抢券按钮，这就对系统的并发处理能力提出了巨大挑战。
从业务流程角度来看，抢券过程通常涉及多个关键环节。首先，系统需要验证用户的身份和资格，确保用户符合抢券条件，例如用户是否已经登录、是否满足活动的特定限制（如新用户专享券等）。接着，要检查券的库存是否充足，这是保证抢券逻辑正确性的关键步骤。若库存不足，应及时提示用户，避免超卖情况发生。一旦确认用户资格和库存情况，就需要执行扣减库存和记录用户抢券信息等操作。
在这个过程中，共享资源的并发访问问题尤为突出。券的库存就是典型的共享资源，多个线程同时尝试扣减库存，如果没有有效的同步机制，很容易出现超卖现象，即实际卖出的券数量超过了库存数量，这会给平台带来严重的经济损失和用户体验问题。
（一）单体应用场景下的基本实现
假设我们正在开发一个简单的电商应用，使用 Spring Boot3 框架来实现抢券功能。首先，定义一个服务类来处理抢券业务，代码如下：
@Servicepublic class CouponService { // 模拟数据库中的券库存（实际开发中用数据库或缓存） private int couponStock = 100; // 抢券方法（synchronized保证同一时刻只有1个线程执行） public synchronized boolean grabCoupon(int userId) { // 检查库存是否足够 if (couponStock在上述代码中，grabCoupon方法被Synchronized关键字修饰，这就确保了在单体应用环境下，同一时刻只有一个线程能够执行该方法。当多个线程同时调用grabCoupon方法时，只有一个线程能获取到CouponService对象的内置锁，从而进入方法体执行抢券逻辑，其他线程则会被阻塞，直到当前线程释放锁。这样就有效避免了多个线程同时扣减库存导致的超卖问题。
（二）保证一人一单的特殊实现
在很多抢券活动中，还存在一个常见需求，即保证每个用户只能抢一张券。我们可以通过对用户 ID 进行特殊处理来实现这一需求。示例代码如下：
@Overridepublic Result seckillVoucher(Long voucherId) { //查询优惠券 SeckillVoucher voucher = iSeckillVoucherService.getById(voucherId); //判断是否开始 if (voucher.getBeginTime.isAfter(LocalDateTime.now)) { //尚未开始 return Result.fail("秒杀尚未开始！"); } //或者结束 if (voucher.getEndTime.isBefore(LocalDateTime.now)) { //尚未开始 return Result.fail("秒杀已经结束！"); } //判断库存是否充足 if (voucher.getStock在这段代码中，通过将用户 ID 转换为字符串并调用intern方法，获取一个唯一的字符串对象作为锁对象。这样，不同用户的抢券操作会使用不同的锁，而同一用户的多次抢券尝试会被同一个锁所限制，从而实现了一人一单的功能。
（一）性能问题
虽然 Synchronized 能够有效解决并发安全问题，但在高并发场景下，它可能会带来性能瓶颈。由于同一时刻只有一个线程能够获取锁并执行同步代码块，其他线程需要等待，这可能导致大量线程处于阻塞状态，增加了线程上下文切换的开销。为了缓解这一问题，我们可以尽量缩小同步代码块的范围，只将关键的、涉及共享资源操作的代码放入同步块中。例如，在上述抢券代码中，如果查询用户资格等操作不涉及共享资源，就可以将其放在同步块之外，减少锁的持有时间。
（二）与事务的配合
在实际业务中，抢券操作往往需要与数据库事务配合使用，以确保数据的一致性。但需要注意的是，当 Synchronized 与@Transactional注解一起使用时，可能会出现一些问题。因为@Transactional事务的开始时间通常早于 Synchronized 锁的获取时间，事务范围更广。当一个线程释放锁后，事务可能还未提交，此时下一个线程获取锁并执行，可能会导致多个线程的事务一起提交，从而出现数据不一致的情况。为了解决这个问题，建议在调用业务方法的地方使用 Synchronized 代码块，而不是在业务方法内部直接使用 Synchronized 修饰方法，这样可以确保锁在事务开始之前就被获取，保证事务的原子性。
在 Spring Boot3 开发环境中，Synchronized 关键字为我们实现安全抢券逻辑提供了一种可靠的基础手段。通过合理运用 Synchronized，我们能够有效解决高并发场景下抢券业务中的共享资源并发访问问题，确保券库存的安全扣减以及一人一单等业务规则的实现。然而，我们也要清楚地认识到 Synchronized 的局限性，在实际应用中，结合性能优化策略以及与事务的良好配合，才能构建出高效、稳定的抢券系统。同时，随着业务的发展和并发量的进一步提升，我们可能还需要考虑更高级的并发控制方案，如分布式锁等，但 Synchronized 关键字所打下的基础，无疑是理解和掌握这些更复杂技术的重要基石。希望本文能够帮助广大互联网软件开发人员在 Spring Boot3 项目中更好地实现安全抢券逻辑，为用户带来更优质、稳定的服务体验。
来源：从程序员到架构师