避免 Mongoose `store.save()` 在高并发下的坑

1. 背景

在使用 Mongoose 进行数据库操作时，store.save() 是最常见的文档更新方式之一。然而，在高并发环境下，store.save() 可能会导致 No matching document found for id 错误，并导致某些更新丢失或失败。

本篇文章将深入剖析 store.save() 在高并发下的问题、原理，以及如何正确地避免这个坑。

2. store.save() 在高并发下的问题

2.1 问题现象

当多个请求并发执行 store.save() 时，可能会报如下错误：

No matching document found for id "66d1dcc7c685ab6bb92a3098" version 512381

这个错误意味着 Mongoose 找不到匹配的文档，通常是因为文档的 __v 版本号发生了变化。

2.2 代码示例

假设有如下代码：

async getDelayHours(){
    const store = await this.ctx.model.Store.findOne({});
    const delayHours = store.postTaskRunAtDelayHours.shift();
    store.postTaskRunAtDelayHours.push(delayHours);
    await store.save();
    return delayHours;
}

多个并发请求调用 getDelayHours() 时，所有请求都获取了相同的 store，并且版本号 __v 也是一样的。

当第一个请求执行 store.save() 时，它会成功，并且 __v 版本号增加。但其他请求的 __v 版本号已过时，导致 save() 失败，触发 No matching document found for id 错误。

3. 原理解析

3.1 __v 版本字段的背景知识

在 Mongoose 中，每个文档默认都有一个 __v 字段，这是 Mongoose 内部的版本控制字段。当 save() 发生时，Mongoose 会自动递增 __v，以确保数据的 乐观锁（Optimistic Locking） 机制。

__v 主要用于：

• 防止并发冲突：当多个请求尝试修改同一文档时，确保只有最新的修改能成功。
• 确保数据一致性：避免旧数据覆盖新数据，减少数据丢失风险。

如果不想使用 __v，可以在 Schema 配置中关闭：

const schema = new mongoose.Schema({
  name: String
}, { versionKey: false });

但通常不建议关闭 __v，因为它在并发控制方面起到了重要作用。

3.2 store.save() 的工作方式

store.save() 的底层逻辑如下：

1. findOne() 读取文档（此时 __v = X）。
2. 本地修改文档的某些字段。
3. 调用 save() 时，Mongoose 生成 update 语句，并携带 __v = X 作为条件： db.store.updateOne( { _id: ObjectId("66d1dcc7c685ab6bb92a3098"), __v: X }, { $set: { postTaskRunAtDelayHours: [...], __v: X+1 } } );
4. 如果 __v 仍然是 X，更新成功。
5. 如果 __v 已被其他请求改为 X+1，当前 save() 失败。

3.3 为什么 __v 版本冲突会导致 store.save() 失败？

因为 Mongoose 采用乐观锁（Optimistic Locking） ，即：

• 任何修改操作都会基于 __v 版本号。
• 如果 __v 版本号不匹配，save() 失败，防止并发写入时数据错乱。

但这样会导致高并发环境下 save() 失败率很高。

4. 最佳实践：如何避免 store.save() 的并发问题？

4.1 使用 findOneAndUpdate() 进行原子操作（推荐 ✅）

与 store.save() 相比，findOneAndUpdate() 直接在数据库中执行更新，避免 __v 版本冲突。

优化代码

async getDelayHours() {
  const store = await this.ctx.model.Store.findOneAndUpdate(
    {},
    { $pop: { postTaskRunAtDelayHours: -1 } },
    { new: true }
  );

  if (!store) throw new Error("Store not found");

  const delayHours = store.postTaskRunAtDelayHours[store.postTaskRunAtDelayHours.length - 1];
  return delayHours;
}

✅ 优点：

• 避免 store.save() 带来的 __v 版本冲突。
• 原子操作，保证多个请求不会取到相同的 delayHours。
• 性能更优，减少 findOne() + 修改 + save() 的查询开销。

4.2 事务（Transactions）+ session 机制

如果你的 MongoDB 支持事务（Transactions） ，可以使用 session 保证数据一致性。

async getDelayHours() {
  const session = await this.ctx.model.Store.startSession();
  session.startTransaction();

  try {
    const store = await this.ctx.model.Store.findOne({}).session(session);
    const delayHours = store.postTaskRunAtDelayHours.shift();
    store.postTaskRunAtDelayHours.push(delayHours);
    await store.save({ session });
    await session.commitTransaction();
    session.endSession();
    return delayHours;
  } catch (error) {
    await session.abortTransaction();
    session.endSession();
    throw error;
  }
}

✅ 优点：

• 事务保证数据一致性，防止并发操作导致数据丢失。
• 适用于修改多个文档的情况。

⚠️ 注意：MongoDB 事务需要 Replica Set，单机模式下可能不支持。

5. 结论

最终建议：

• 高并发环境下，避免 store.save()，推荐 findOneAndUpdate()！
• 如果有事务需求，可使用 session 机制。

🚀 希望这篇文章能帮助你优化 Mongoose 并发处理，让你的数据库操作更稳定高效！