模拟抢购、秒杀应用场景
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抢购、秒杀是如今很常见的一个应用场景，主要需要解决的问题有两个：
1 高并发对数据库产生的压力
2 竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）
对于第一个问题，已经很容易想到用缓存来处理抢购，避免直接操作数据库，例如使用Redis。
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1 /** 2 * 常规写法： 3 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 4 */ 5 $conn=mysql_connect("localhost","big","123456"); 6 if(!$conn){ 7 echo "connect failed"; 8 exit; 9 } 10 mysql_select_db("big",$conn); 11 mysql_query("set names utf8"); 12 13 $price=10; 14 $user_id=1; 15 $goods_id=1; 16 $sku_id=11; 17 $number=1; 18 19 //生成唯一订单 20 function build_order_no(){ 21 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); 22 } 23 //记录日志 24 function insertLog($event,$type=0){ 25 global $conn; 26 $sql="insert into ih_log(event,type) 27 values('$event','$type')"; 28 mysql_query($sql,$conn); 29 } 30 31 //模拟下单操作 32 //库存是否大于0 33 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";//解锁 此时ih_store数据中goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的数据被锁住(注3)，其它事务必须等待此次事务 提交后才能执行 34 $rs=mysql_query($sql,$conn); 35 $row=mysql_fetch_assoc($rs); 36 if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖 37 $order_sn=build_order_no(); 38 //生成订单 39 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) 40 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')"; 41 $order_rs=mysql_query($sql,$conn); 42 43 //库存减少 44 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'"; 45 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 46 if(mysql_affected_rows()){ 47 insertLog('库存减少成功'); 48 }else{ 49 insertLog('库存减少失败'); 50 } 51 }else{ 52 insertLog('库存不够'); 53 } 54 /*************************************************************************************/
/*优化方案1：将库存字段number字段设为unsigned，当库存为0时，因为字段不能为负数，将会返回false*/
1 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0"; 2 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 3 if(mysql_affected_rows()){ 4 insertLog('库存减少成功'); 5 }
/*优化方案2：使用mysql的事务，锁住操作的行*/
1 $conn=mysql_connect("localhost","big","123456"); 2 if(!$conn){ 3 echo "connect failed"; 4 exit; 5 } 6 mysql_select_db("big",$conn); 7 mysql_query("set names utf8"); 8 9 $price=10; 10 $user_id=1; 11 $goods_id=1; 12 $sku_id=11; 13 $number=1; 14 15 //生成唯一订单号 16 function build_order_no(){ 17 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); 18 } 19 //记录日志 20 function insertLog($event,$type=0){ 21 global $conn; 22 $sql="insert into ih_log(event,type) 23 values('$event','$type')"; 24 mysql_query($sql,$conn); 25 } 26 27 //模拟下单操作 28 //库存是否大于0 29 mysql_query("BEGIN"); //开始事务 30 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此时这条记录被锁住,其它事务必须等待此次事务提交后才能执行 31 $rs=mysql_query($sql,$conn); 32 $row=mysql_fetch_assoc($rs); 33 if($row['number']>0){ 34 //生成订单 35 $order_sn=build_order_no(); 36 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) 37 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')"; 38 $order_rs=mysql_query($sql,$conn); 39 40 //库存减少 41 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'"; 42 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 43 if(mysql_affected_rows()){ 44 insertLog('库存减少成功'); 45 mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁 46 }else{ 47 insertLog('库存减少失败'); 48 } 49 }else{ 50 insertLog('库存不够'); 51 mysql_query("ROLLBACK"); 52 }
/*优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁*/
1 $conn=mysql_connect("localhost","root","123456"); 2 if(!$conn){ 3 echo "connect failed"; 4 exit; 5 } 6 mysql_select_db("big-bak",$conn); 7 mysql_query("set names utf8"); 8 9 $price=10; 10 $user_id=1; 11 $goods_id=1; 12 $sku_id=11; 13 $number=1; 14 15 //生成唯一订单号 16 function build_order_no(){ 17 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); 18 } 19 //记录日志 20 function insertLog($event,$type=0){ 21 global $conn; 22 $sql="insert into ih_log(event,type) 23 values('$event','$type')"; 24 mysql_query($sql,$conn); 25 } 26 27 $fp = fopen("lock.txt", "w+"); 28 if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){ 29 echo "系统繁忙，请稍后再试"; 30 return; 31 } 32 //下单 33 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'"; 34 $rs=mysql_query($sql,$conn); 35 $row=mysql_fetch_assoc($rs); 36 if($row['number']>0){//库存是否大于0 37 //模拟下单操作 38 $order_sn=build_order_no(); 39 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) 40 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')"; 41 $order_rs=mysql_query($sql,$conn); 42 43 //库存减少 44 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'"; 45 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 46 if(mysql_affected_rows()){ 47 insertLog('库存减少成功'); 48 flock($fp,LOCK_UN);//释放锁 49 }else{ 50 insertLog('库存减少失败'); 51 } 52 }else{ 53 insertLog('库存不够'); 54 } 55 fclose($fp);
/*优化方案4：使用redis队列，因为pop操作是原子的，即使有很多用户同时到达，也是依次执行，推荐使用（mysql事务在高并发下性能下降很厉害，文件锁的方式也是）*/
1 //先将商品库存如队列 2 $store=1000; 3 $redis=new Redis(); 4 $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379); 5 $res=$redis->llen('goods_store'); 6 echo $res; 7 $count=$store-$res; 8 for($i=0;$i<$count;$i++){ 9 $redis->lpush('goods_store',1); 10 } 11 echo $redis->llen('goods_store'); 12 /******************************************/ 13 14 /*********************抢购、描述逻辑*******************/ 15 $conn=mysql_connect("localhost","big","123456"); 16 if(!$conn){ 17 echo "connect failed"; 18 exit; 19 } 20 mysql_select_db("big",$conn); 21 mysql_query("set names utf8"); 22 23 $price=10; 24 $user_id=1; 25 $goods_id=1; 26 $sku_id=11; 27 $number=1; 28 29 //生成唯一订单号 30 function build_order_no(){ 31 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); 32 } 33 //记录日志 34 function insertLog($event,$type=0){ 35 global $conn; 36 $sql="insert into ih_log(event,type) 37 values('$event','$type')"; 38 mysql_query($sql,$conn); 39 } 40 41 //模拟下单操作 42 //下单前判断redis队列库存量 43 $redis=new Redis(); 44 $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379); 45 $count=$redis->lpop('goods_store'); 46 if(!$count){ 47 insertLog('error:no store redis'); 48 return; 49 } 50 51 //生成订单 52 $order_sn=build_order_no(); 53 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) 54 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')"; 55 $order_rs=mysql_query($sql,$conn); 56 57 //库存减少 58 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'"; 59 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 60 if(mysql_affected_rows()){ 61 insertLog('库存减少成功'); 62 }else{ 63 insertLog('库存减少失败'); 64 } 65 /******************************************************/
//模拟5000高并发测试
webbench -c 5000 -t 60
ab -r -n 6000 -c 5000
总结：
此次仅简单模拟高并发下的抢购，真实场景要比这复杂很多，很多注意的地方如抢购页面做成静态的，通过ajax调用接口再如上面的会导致一个用户抢多个。
思路：
需要一个排队队列和抢购结果队列及库存队列。高并发情况，先将用户进入排队队列，用一个线程循环处理从排队队列取出一个用户，判断用户是否
已在抢购结果队列，如果在，则已抢购，否则未抢购，库存减1，写数据库，将用户入结果队列。
