Laravel事务使用场景咨询：回合制游戏并发问题解决方案

问题背景 #

我使用Laravel（搭配MySQL InnoDB引擎）开发一款回合制策略游戏，需要避免竞态条件、重复请求、恶意操作引发的bug（这类bug很难测试）。游戏中很多操作每回合仅能执行一次，比如购买新单位，以下是购买单位的简化代码：

$player = Player::find($player_id);
if($player->gold >= $unit_price && $player->has_purchased == false){
    $player->has_purchased = true;
    $player->gold -= $unit_price;
    $player->save();
    
    $unit = new Unit();
    $unit->player_id = $player->id;
    $unit->save();
}

我担心会出现两个线程同时通过if判断并执行代码块的情况，因此有两个问题：

1. 这种担忧是否合理？
2. 将所有逻辑包裹在数据库事务中是否是可行的解决方案？
   此外，还有多用户可更新同一数据库值的场景，我希望避免两个用户同时递增该值但最终仅生效一次的情况。

解答 #

1. 担忧完全合理 #

这种场景下竞态条件确实会发生：当两个请求同时读取到has_purchased = false且金币足够时，都会进入代码块执行，导致玩家重复购买、金币被多扣除，甚至生成多个单位。在高并发场景或用户恶意刷请求时，这类问题很容易触发。

2. 仅用事务无法解决问题 #

单纯把代码包裹进事务不能阻止竞态条件。InnoDB默认的REPEATABLE READ隔离级别下，两个事务可以同时读取到相同的旧数据，都通过判断后执行更新。事务只能保证操作的原子性（要么全部成功，要么全部回滚），但无法避免并发读取导致的冲突。

有效的解决方案 #

针对这类场景，推荐几种可靠的处理方式：

方式一：行级锁（悲观锁）

读取玩家数据时直接加排他锁，阻止其他事务修改该记录，直到当前事务完成：

// 使用lockForUpdate()为行添加排他锁
$player = Player::lockForUpdate()->find($player_id);

if($player->gold >= $unit_price && $player->has_purchased == false){
    $player->has_purchased = true;
    $player->gold -= $unit_price;
    $player->save();
    
    $unit = new Unit();
    $unit->player_id = $player->id;
    $unit->save();
}

第二个请求会等待第一个事务提交后才能读取到最新数据，自然会跳过if代码块。

方式二：数据库层面的条件更新

把判断和更新合并为一个原子操作，利用数据库的原子性避免竞态：

// 直接在数据库端执行条件更新，返回受影响的行数
$updated = Player::where('id', $player_id)
    ->where('gold', '>=', $unit_price)
    ->where('has_purchased', false)
    ->update([
        'has_purchased' => true,
        'gold' => DB::raw('gold - ' . $unit_price)
    ]);

// 只有当更新成功时，再创建单位
if($updated > 0){
    $unit = new Unit();
    $unit->player_id = $player_id;
    $unit->save();
}

这种方式是最优解之一，所有判断和更新都在数据库端原子完成，完全不会出现竞态问题。

方式三：乐观锁

适合并发冲突概率较低的场景，给玩家表添加version字段（或复用updated_at字段）：

$player = Player::find($player_id);
if($player->gold >= $unit_price && $player->has_purchased == false){
    // 更新时校验版本号，只有版本一致才执行更新
    $updated = Player::where('id', $player_id)
        ->where('version', $player->version)
        ->update([
            'has_purchased' => true,
            'gold' => $player->gold - $unit_price,
            'version' => $player->version + 1
        ]);
    
    if($updated > 0){
        $unit = new Unit();
        $unit->player_id = $player_id;
        $unit->save();
    } else {
        // 版本不一致，说明存在并发操作，返回错误提示用户重试
    }
}

如果有并发操作，更新会失败，此时可提示用户重新操作。

方式四：业务层防重复请求

针对恶意重复提交或前端误操作，可以：

• 给每个操作生成唯一request_token，前端请求时携带，后端验证后标记为已使用，同一token只能执行一次
• 使用Laravel的throttle中间件限制单位时间内的请求次数
• 操作完成后前端立即禁用按钮，避免重复点击

多用户更新同一值的场景处理 #

比如多个用户递增同一个全局值（如排行榜分数、公共资源总量），要避免更新丢失：

• 使用Laravel提供的increment/decrement方法：DB::table('xxx')->where('id', $id)->increment('count', 1)，这些方法本身就是原子操作
• 避免先读取再更新的逻辑，所有更新尽量直接在数据库端完成

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NotDavid