简单实现redis实现高并发下的抢购/秒杀功能

发布于 2020-03-27  1 次阅读


太长不看版

//设置抢购数量
$redis->lpush('goods_store:1',1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
$user_id = 1;//当前抢购用户id
//把所有用户都插入到这个队列中
$wait_key = "user_wait:2";
//真正抢到的用户信息队列
$user_key = "user:1";
//库存队列
$store_key = "goods_store:1";
$result = $redis->hset($wait_key, $user_id, $user_id);
if ($result) {
	$count = $redis->lpop($store_key);
	if (!$count)
		echo '已经抢光了哦' . $user_id;
	else {
		$result = $redis->hset($user_key, $user_id, $user_id);
		echo '恭喜您!抢到了哦' . $user_id;
	}
} else {
	echo '已经抢到了' . $user_id;
}

简述

抢购/秒杀是如今很常见的一个应用场景,那么高并发竞争下如何解决超抢(或超卖库存不足为负数的问题)呢?

常规写法:

查询出对应商品的库存,看是否大于0,然后执行生成订单等操作,但是在判断库存是否大于0处,如果在高并发下就会有问题,导致库存量出现负数

这里我就只谈redis的解决方案

我们先来看以下php代码是否能正确解决超抢/卖的问题:

<?php
//系统库存量
$num = 10;
//当前抢购用户id,模拟数据
$user_id = rand(0, 100);
//检查库存,order:1 定义为健名
$len = $redis->llen('order:1');
if ($len >= $num)
	return '已经抢光了哦';
//把抢到的用户存入到列表中
$result = $redis->lpush('order:1', $user_id);
if ($result)
	return '恭喜您!抢到了哦';

如果代码正常运行,按照预期理解的是列表order:1中最多只能存储10个用户的id,因为库存只有10个。
然而,但是,在使用jmeter工具模拟多用户并发请求时,最后发现order:1中总是超过10个用户,也就是出现了“超卖”。
分析问题就出在这一段代码:

 $len = $redis->llen('order:1');  
 if($len >= $num)
   return '已经抢光了哦';

在抢购进行到一定程度,假如现在已经有9个人抢购成功,又来了3个用户同时抢购,这时if条件将会被绕过(条件同时被满足了),这三个用户都能抢购成功。而实际上只剩下一件库存可以抢了。
在高并发下,很多看似不大可能是问题的,都成了实际产生的问题了。要解决“超抢/超卖”的问题,核心在于保证检查库存时的操作是依次执行的,再形象的说就是把“多线程”转成“单线程”。即使有很多用户同时到达,也是一个个检查并给与抢购资格,一旦库存抢尽,后面的用户就无法继续了。
我们需要使用redis的原子操作来实现这个“单线程”。首先我们把库存存在goods_store:1这个列表中,假设有10件库存,就往列表中push10个数,这个数没有实际意义,仅仅只是代表一件库存。抢购开始后,每到来一个用户,就从goods_store:1中pop一个数,表示用户抢购成功。当列表为空时,表示已经被抢光了。因为列表的pop操作是原子的,即使有很多用户同时到达,也是依次执行的。抢购的示例代码如下:
比如这里我先把库存(假设有10件)放入redis队列:

$redis = new redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

 //库存
$num=10;

//检查库存,goods_store:1 定义为健名
$len=$redis->llen('goods_store:1'); 

//实际库存-被抢购的库存 = 剩余可用库存
$count = $num-$len; 

for($i=0;$i<$count;$i++)
//往goods_store列表中,未抢购之前这里应该是默认滴push10个库存数了
$redis->lpush('goods_store:1',1);

好吧,抢购时间到了:

$redis = new redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$user_id =  rand(0,100);//当前抢购用户id
/* 模拟抢购操作,抢购前判断redis队列库存量 */
$count=$redis->lpop('goods_store:1');
if(!$count)
  return '已经抢光了哦';

$result = $redis->lpush('order:1',$user_id);
if($result)
  return '恭喜您!抢到了哦';

注意:这里可以不必进行数据库操作,而是先存入队列,操作数据库的时间是跟用户无关的,所以应该立马返回让用户知道是否抢到,之后再对这个队列进行操作。

为了检测实际效果,我使用jmeter工具模拟100、500、1000个用户并发进行抢购,经过大量的测试,最终抢购成功的用户始终为10,没有出现“超卖”。

问题

上面虽然能够解决超卖的现象,但是却不能够防止超抢的情况发生,就是一个用户可以抢 到相同的多件商品

尝试解决

$data = $redis->lRange('order:1', 0, -1);  //把抢到的用户存入到列表中
if (!in_array($user_id, $data)) {
	$count = $redis->lpop('goods_store:1');
	if (!$count)
		return '已经抢光了哦';
	$result = $redis->lpush('order:1', $user_id);
	if ($result)
		return '恭喜您!抢到了哦';
} else {
	return '已经抢购了哦';
}

上面这个代码在没有高并发情况下测试没有问题,但是如果高并发情况下呢。答案是不可以的。这跟上面的

 $len = $redis->llen('order:1');  

 if($len >= $num)
   return '已经抢光了哦';

是一样道理的,所以行不通

这时有人提出了

$data = $redis->lRange('order:1',0,-1);  //把抢到的用户存入到列表中
if(!in_array($user_id,$data))
...

这两行代码不就是判断list中某个值是否存在吗?为何不直接调用list的exist函数判断,我刚开始也照着这样去查找。不过并没有找到这个内置函数。而我也自己写了一个函数判断是否存在list中,伪代码如下

if ('调用函数判断id是否存在list中') {
	$count = $redis->lpop('goods_store:1');
	if (!$count)
		return '已经抢光了哦';
	$result = $redis->lpush('order:1', $user_id);
	if ($result)
		return '恭喜您!抢到了哦';
} else {
	return '已经抢购了哦';
}

不过答案还是不行的,因为如果同时有两个相同id进入if判断,还是都会进入到if中。

解决

这时我将list转成了hash,将代码改成了下面

//把所有用户都插入到这个队列中
$wait_key = "user_wait:2";
//真正抢到的用户信息队列
$user_key = "user:1";
//库存队列
$store_key = "goods_store:1";
$result = $redis->hset($wait_key, $user_id, $user_id);
if ($result) {
	$count = $redis->lpop($store_key);
	if (!$count)
		echo '已经抢光了哦' . $user_id;
	else {
		$result = $redis->hset($user_key, $user_id, $user_id);
		echo '恭喜您!抢到了哦' . $user_id;
	}
}

这时又有人说这样干嘛不可以用list,代码如下:

//把所有用户都插入到这个队列中
$wait_key = "user_wait:2";

//真正抢到的用户信息队列
$user_key = "user:1";

//库存队列
$store_key = "goods_store:1";
$result = $redis->rPush($wait_key, $user_id);
if ($result) {
	$count = $redis->lpop($store_key);
	if (!$count)
		echo '已经抢光了哦' . $user_id;
	else {
		$result = $redis->rPush($user_key, $user_id);
		echo '恭喜您!抢到了哦' . $user_id;
	}
}

对比

list:

hash:

hash

分析:list中的值是可以重复的,而hash里面的值是不可以重复的

所以

$result =$redis->rPush($wait_key, $user_id);

$result =$redis->hset($wait_key, $user_id, $user_id);

当高并发的的情况下,无论id是否相同,list的rpush返回结果都是1,而hash的hset只有不同的时候才返回1.这样就可以避免由于高并发而导致一个用户抢到多件同种商品

测试结果

先加入10个库存

库存
$user_id = 1;//当前抢购用户id
$wait_key = "user_wait:2";
$user_key = "user:1";
$store_key = "goods_store:1";
$result = $redis->hset($wait_key, $user_id, $user_id);
if ($result) {
	$count = $redis->lpop($store_key);
	if (!$count)
		echo '已经抢光了哦' . $user_id;
	else {
		$result = $redis->hset($user_key, $user_id, $user_id);
		echo '恭喜您!抢到了哦' . $user_id;
	}
} else {
	echo '已经抢到了' . $user_id;
}

为了测试极限高并发情况下,我直接将用户Id设置为1

我这里模拟1000个用户同时进入秒杀

模拟数据

如果秒杀成功,应该是库存为9,而真正的抢购队列只有用户1

秒杀结果

使用jemter测试结果

这里写图片描述
这里写图片描述

结果也是符合预期的

现在来模拟真正不同id看看是否只是10个用户能抢到

先补充仓库

这里写图片描述
这里写图片描述

所有抢购用户

这里写图片描述

真正抢购到

这里写图片描述

至此,已经算是实现了预期

总结

在此过程中,我在list那里卡住了一两个小时,之后用hash解决了,在我看来是解决了,如果发现有什么不足,请指出,一起进步,谢谢。

转自csdn: https://blog.csdn.net/qq_33862778/article/details/80651703


一沙一世界,一花一天堂。君掌盛无边,刹那成永恒。