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在 Spring Data JPA 中，如果你有「唯一資源（如序號）」要讓多個使用者同時競爭，必須採用**資料一致性與鎖的策略**來保護資源，否則會出現兩個使用者搶到同一筆資料的問題。

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## ✅ 解法總覽

| 解法方式                               | 說明              | 適用情境      |
| ---------------------------------- | --------------- | --------- |
| 1️⃣ 悲觀鎖（Pessimistic Lock）          | 直接在 DB 層鎖定資料    | 高併發、強一致性  |
| 2️⃣ 樂觀鎖（Optimistic Lock）           | 利用版本欄位做衝突檢查     | 衝突不頻繁     |
| 3️⃣ 唯一性約束（Unique Constraint）+ 例外處理 | DB 保證唯一，應用層捕捉衝突 | 最終一致性即可   |
| 4️⃣ 資料庫的 `SELECT FOR UPDATE`       | 與悲觀鎖類似，使用原生 SQL | 自訂 SQL 邏輯 |

以下是具體實作方式 👇

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## 1️⃣ 使用「悲觀鎖」保護資源（最推薦）

Spring Data JPA 支援 `@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)`：

```java
@Entity
public class SerialNumber {
    @Id
    private Long id;

private String code;
    private boolean used;

// getters/setters
}
```

```java
public interface SerialNumberRepository extends JpaRepository<SerialNumber, Long> {

@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
    @Query("SELECT s FROM SerialNumber s WHERE s.used = false")
    List<SerialNumber> findAvailableSerialNumbers(Pageable pageable);
}
```

### 使用方式：

```java
@Transactional
public SerialNumber grabSerialNumber() {
    // 取得一筆未使用序號並上鎖（使用 LIMIT 1）
    List<SerialNumber> list = serialNumberRepository.findAvailableSerialNumbers(PageRequest.of(0, 1));
    if (list.isEmpty()) throw new RuntimeException("No available serial numbers");

SerialNumber sn = list.get(0);
    sn.setUsed(true);
    return serialNumberRepository.save(sn);
}
```

### ✅ 優點：

* 確保這筆序號在處理期間無法被別人搶走（DB 鎖定）
* 適合 **搶號碼牌、搶票** 等業務場景

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## 2️⃣ 使用「樂觀鎖」加上版本控制

在 Entity 中加入 `@Version` 欄位：

```java
@Entity
public class SerialNumber {
    @Id
    private Long id;

private String code;
    private boolean used;

@Version
    private int version;
}
```

### 使用方式：

你只要正常更新 `SerialNumber`，JPA 會自動在更新時加上：

```sql
UPDATE serial_number SET used = true, version = ? WHERE id = ? AND version = ?
```

如果同時有兩人修改同一筆資料，第二人會拋出 `OptimisticLockingFailureException`。

### 適合：

* 衝突少（但不能容忍重複搶到）
* 願意在應用層重試操作

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## 3️⃣ 靠唯一性約束阻擋重複搶奪

例如，建立一張「搶到序號的記錄表」，加上唯一索引（如 serial\_id）：

```sql
CREATE TABLE serial_claim (
    serial_id BIGINT PRIMARY KEY,
    user_id BIGINT
);
```

讓資料庫幫你保證「一個序號只能被插入一次」，然後應用層捕捉 `DuplicateKeyException`。

### 適合：

* 不需強一致性，但需保證唯一
* 可容忍寫入失敗後重試

---

## 4️⃣ 使用原生 SQL + `FOR UPDATE`（更強控制）

```java
@Query(value = "SELECT * FROM serial_number WHERE used = false LIMIT 1 FOR UPDATE", nativeQuery = true)
SerialNumber lockAvailableSerialNumber();
```

搭配 `@Transactional` 使用，效果等同悲觀鎖。

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## 🧠 小總結

| 目標            | 做法                    |
| ------------- | --------------------- |
| 確保序號被唯一取得且不重複 | 使用悲觀鎖或樂觀鎖             |
| 想要可擴展、簡單錯誤處理  | 唯一鍵 + try-catch       |
| 極致控制（如鎖定順序）   | 原生 SQL + `FOR UPDATE` |

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`@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)` 是 Spring Data JPA 提供的一種**悲觀鎖**機制，可以在**查詢資料時同時對資料加鎖**，防止多個交易同時修改同一筆資料。

這種鎖定會轉換成資料庫的 `SELECT ... FOR UPDATE` 語句，只有當前交易完成（commit/rollback）後，其他交易才能讀寫被鎖的資料。

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## ✅ 基本用法

### 1️⃣ Entity 範例

```java
@Entity
public class SerialNumber {
    @Id
    private Long id;

private String code;

private boolean used;

// getter/setter
}
```

---

### 2️⃣ Repository 中加上 @Lock

```java
public interface SerialNumberRepository extends JpaRepository<SerialNumber, Long> {

@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
    @Query("SELECT s FROM SerialNumber s WHERE s.used = false")
    List<SerialNumber> findFirstAvailable(Pageable pageable);
}
```

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### 3️⃣ Service 層使用

```java
@Service
public class SerialService {
    @Autowired
    private SerialNumberRepository repository;

@Transactional
    public SerialNumber grabSerial() {
        // 限制只拿一筆未被使用的序號
        List<SerialNumber> list = repository.findFirstAvailable(PageRequest.of(0, 1));
        if (list.isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("No available serial number.");
        }

SerialNumber sn = list.get(0);
        sn.setUsed(true); // 標記為已使用
        return repository.save(sn);
    }
}
```

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## 🔒 注意事項

| 注意點                  | 說明                                                          |
| -------------------- | ----------------------------------------------------------- |
| 必須用 `@Transactional` | 否則鎖不會發生作用                                                   |
| 悲觀鎖會鎖整筆資料（行鎖）        | 直到 transaction 結束前其他交易無法更新或讀取（depending on isolation level） |
| 大量併發要小心死鎖            | 使用前先評估資料庫支援與設計結構                                            |
| 非必要勿使用在全表查詢          | 因為可能導致鎖表或效能問題                                               |

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## ✅ SQL 轉換說明

Spring Data JPA 在執行以下程式碼：

```java
@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
@Query("SELECT s FROM SerialNumber s WHERE s.used = false")
```

會在底層執行轉成：

```sql
SELECT * FROM serial_number WHERE used = false FOR UPDATE;
```

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## 🧪 小測試情境（高併發搶序號）

你可以用 JMeter 或多執行緒測試同時叫用 `grabSerial()` 方法，確保每個人都只能搶到一組不重複的序號。

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如果你希望的是根據 ID 查詢後加鎖，範例如下：

```java
@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
Optional<SerialNumber> findById(Long id);
```

這也會轉成：

```sql
SELECT * FROM serial_number WHERE id = ? FOR UPDATE;
```

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