多线程下任务状态异常的问题解决

场景描述

在一个线程中将一批任务通过循环依次添加到LinkedBlockingQueue中，并将任务状态改为待执行。后台使用mysql数据库。然后另外有一个线程从这个queue中阻塞取出任务，并执行，这时将任务状态修改为执行中。

@TransactionalpublicvoidtaskBatchSchedule(List<Integer>ids){for(Integerid:ids){Tasktask=getTask(id);queue.put(task);updateTaskWait(task);}}

问题描述

在这个场景下，任务状态的变更有时候正常，有时出现问题：第一个任务状态一直已经执行但状态还为待执行，执行结束后任务状态修改为执行结束。接着第二个任务正常显示任务状态。

问题分析

这里有生产和消费两个线程，当生产线程循环去添加任务并连接数据库更新任务状态。当生产端还没结束，事务还未提交（一个方法视为一个事务）。此时，消费端已经取出任务队列中第一个任务去执行。当它去更改任务状态时，由于生产线程的事务还未提交。消费线程等待超时后便继续向后执行，任务状态修改失败。

在我这个场景中，第一个任务执行的时候最容易出现该问题，因为此时生产和消费线程同时竞争数据库资源，第二，或者后面的任务在执行的时候，生产线程已经结束，就不太会出现这个问题。

相关知识总结

事务范围

• 当方法上标注了@Transactional注解时，整个方法体内的所有数据库操作都会在一个统一的事务范围内进行。
• 这意味着事务会在方法执行开始时开启，并在方法正常完成时提交，或者在方法中抛出未被捕获的异常时回滚。

循环中的更新

• 如果在一个循环中更新多条记录，这些更新操作都会在同一事务中进行。
• 即使循环中有多个数据库操作，也只有在循环结束后整个方法执行完成时，事务才会提交。

锁和并发

• 在循环中更新数据时，如果其他线程尝试同时更新相同的记录，那么这些线程将等待锁释放，或者因为锁等待超时而失败。
• MySQL默认使用行级锁，在InnoDB存储引擎中，当一个事务正在更新一行数据时，它会对那行数据加上排他锁（X锁），阻止其他事务同时更新该行数据。

超时和异常处理

• 通过@Transactional(timeout = seconds)来设置事务的最大执行时间。如果事务在此时间内没有完成，Spring会自动回滚事务并抛出异常。
• 如果事务因为长时间等待锁而超时，MySQL会抛出LockWaitTimeoutException，Spring会将其转换为TransactionSystemException异常。捕获并处理TransactionSystemException异常，以确保应用程序能够优雅地处理这种情形。调整MySQL的innodb_lock_wait_timeout系统变量来配置数据库级别的锁等待超时时间。

问题解决

问题在于两个线程资源争夺所造成，所以这里我使用了ReentrantLock来同步生产和消费线程。另外，将生产线程里，循环更新任务状态改为批量更新，特别是在数据批次较大的时候，能够显著减少数据库操作次数，减少事务持续时间。

愿你我都能在各自的领域里不断成长，勇敢追求梦想，同时也保持对世界的好奇与善意。