2026上半年5月软考系统架构设计师考试《案例分析》真题及答案（三）

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2026上半年5月软考系统架构设计师考试《案例分析》真题及答案（三）如下：

3、（考生回忆版）

【说明】

某电商公司在商品秒杀场景中，大量的用户会对秒杀中的商品进行访问和购买操作。如果秒杀系统中并发控制机制，将会导致商品超卖或者数据不一致等问题。

【问题1】（8分）

张工建议采用悲观锁进行并发访问控制，请按锁的行为分类，列举出至少两种不同类别的悲观锁，并用200字以内的文字分析出它们的差别。

【问题2】（11分）

李工建议采用乐观锁进行并发访问控制，请用300字以内的文字从应用和DBMS管理层面给出乐观锁的实现方案，并分析采用悲观锁与乐观锁的优缺点。

【问题3】（6分）

结合Redis缓存列举至少3个高并发控制场景优化策略。

试题答案：

【问题1】（8分）

两种常见悲观锁：共享锁（读锁）和排他锁（写锁）。

差别：

（1）共享锁：多个事务可同时持有同一数据的共享锁，允许读取但不允许修改（其他事务只能加共享锁，不能加排他锁）。适用于只读操作，保证读取期间数据不被修改。

（2）排他锁：仅一个事务能持有排他锁，持有期间其他事务不能读取也不能修改该数据（既不能加共享锁也不能加排他锁）。适用于写操作，确保数据修改的独占性。

【问题2】（11分）

乐观锁实现方案：

（1）应用层面：在数据表中增加版本号字段。读取库存时获取版本号，更新时检查版本号是否变化，若影响行数为0则表示冲突，重试或放弃。

（2）DBMS管理层面：数据库提供快照隔离，事务开始时获取一致性快照，提交时检测写冲突，由DBMS自动回滚冲突事务。

悲观锁与乐观锁优缺点：

（1）悲观锁：优点是强一致性，适合高冲突场景（如秒杀扣减库存）；缺点是加锁开销大，易造成死锁和阻塞，降低并发度。

（2）乐观锁：优点是并发度高，无阻塞，适合读多写少、冲突概率低的场景；缺点是冲突时需重试，在高并发写场景下频繁重试降低性能。

【问题3】（6分）

（1）场景一：秒杀商品库存扣减（防止超卖）

设计方案：

将商品库存预存至Redis，使用Redis的原子递减命令（DECR）结合脚本或事务来保证扣减的原子性。实际操作中，先检查库存是否大于0，若大于则执行递减并返回成功，否则返回失败。为减轻数据库压力，扣减成功的请求可通过消息队列异步落库。

（2）场景二：基于RedisWATCH的乐观锁（控制并发修改，如库存扣减）

设计方案：

利用Redis的WATCH、MULTI、EXEC命令实现乐观锁。首先使用WATCH监听一个或多个库存键，然后执行MULTI开始事务，在事务内执行DECR等扣减操作，最后执行EXEC提交事务。若在WATCH之后、EXEC之前，被监听的键被其他客户端修改，则EXEC返回失败。应用层检测到失败后，进行循环重试，直到成功或达到预设的重试上限。

（3）场景三：分布式锁（控制共享资源修改，例如秒杀中防止一人多抢）

设计方案：

利用Redis的SETNXEX命令实现互斥锁。加锁时设置唯一标识符和自动过期时间（防止死锁），解锁时需校验唯一标识符匹配后再删除，避免误释放其他线程的锁。

（4）其他场景举例（可选）

热点数据缓存：如商品详情、配置信息，使用Redis缓存+缓存击穿防护（互斥锁或逻辑过期）。