并发请求导致的业务处理安全风险及解决方案

0x00 背景

一段简单的购买程序，看起来没有任何问题。

剩余余额、商品库存、购买权限等判断面面俱到，从头到脚包装的严严实实。

但是为何人一多就频频漏点呐？何解？

0x01 问题分析

还是以商城购买为例，商城网站是web程序和数据库两部分，业务处理流程：

#!shell
用户金额是否大于商品价格—>商品库存是否充足—>购买操作:生成订单—>扣除用户金额—>商品库存减1

流程的每一部分都是web与数据库打交道，查询或者操作数据库。

程序示例(PHP+MySQL)

#!php
$goods=$db->FirstRow("SELECT * FROM ".Tb('goods')." WHERE goods_id='{$goods_id}'");
if(empty($goods)) ShowError('商品不存在');
/* 金额是否充足 */
if($user->money<$goods['price'])  ShowError('金额不足，请充值');
/* 商品库存 */
if($goods['num']==0)  ShowError('库存不足');
/* 购买操作 begin */
//生成订单
CreateOrder($goods,$user,time());
$user->Update('money'=>$user->money-$goods['price']); //用户金额减少
$db->Execute("UPDATE ".Tb('goods')." SET num=num-1 WHERE goods_id='{$goods_id}'");//商品库存-1
ShowSuccess('购买成功');
/* 购买操作 end */

正常来看这个业务处理是没有问题的，下面想象下多人同时购买（并发请求，如秒杀活动）的情境可能会引发的问题？

如果一个用户同时有两次购买请求，一次购买已进行到添加订单但未扣除用户金额，另一次购买在第一步用户金额判断便不准确了。

当商品库存仅为1时，同时有多个请求，而当前没有一个请求走到商品库存减少位置，多次购买都能成功，而商城却无货可发。

总结来说，当有大量的购买操作同时进行，如果数据库的处理速度跟不上程序的请求速度，就会出现判断不准确的问题，造成用户以单个商品的金额购买多个商品、某些用户付款了但得不到商品等，算是一个安全风险。

0x02 解决方案：

核心思想：将一次业务处理流程（如购买操作）作为一个最小操作单元，同一时间只能有一个操作。

1.  整个操作加内存锁。如在memcache里，开始购买时设置购买状态为进行中，购买结束后清除购买状态，程序开始时即从memcache里判断是否有正在进行的购买操作，如有则退出。
2.  限制每个用户的购买间隔，如10秒内仅允许购买一次，最好也是放在内存里。
3.  当然，优化数据库及程序以加快处理速度也是有必要的。

解决方案程序示例(PHP+MySQL+Memcached)

#!php
/**
 * 通过memcache解决并发购买问题
 */
$goods=$db->FirstRow("SELECT * FROM ".Tb('goods')." WHERE goods_id='{$goods_id}'");
if(empty($goods)) ShowError('商品不存在');
$mmc=memcache_init();
$lastBuyTime=$mmc->get('lastBuyTime_'.$user->userId);
if($lastBuyTime>0 && $lastBuyTime>time()-10)  ShowError('10秒内只能进行一次购买');
$buying=$mmc->get('buying');
if($buying==1)  ShowError('有正在进行的购买，请稍候');
/* 金额是否充足 */
if($user->money<$goods['price'])  ShowError('金额不足，请充值');
/* 商品库存 */
if($goods['num']==0)  ShowError('库存不足');
/* 购买操作 begin */
//生成订单
CreateOrder($goods,$user,time());
$user->Update('money'=>$user->money-$goods['price']); //用户金额减少
$db->Execute("UPDATE ".Tb('goods')." SET num=num-1 WHERE goods_id='{$goods_id}'");//商品库存-1
/* 购买操作 end */
$mmc->set('buying',0);
$mmc->set('lastBuyTime_'.$user->userId,time());
ShowSuccess('购买成功');