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PHP和Redis实现在高并发下的抢购及秒杀功能示例详解

PHP和Redis实现在高并发下的抢购及秒杀功能示例详解

作者: 阿泽453 | 来源:发表于2017-12-31 09:19 被阅读0次

    抢购、秒杀是平常很常见的场景,面试的时候面试官也经常会问到,比如问你淘宝中的抢购秒杀是怎么实现的等等。

    抢购、秒杀实现很简单,但是有些问题需要解决,主要针对两个问题:

    一、高并发对数据库产生的压力

    二、竞争状态下如何解决库存的正确减少("超卖"问题)

    第一个问题,对于PHP来说很简单,用缓存技术就可以缓解数据库压力,比如memcache,redis等缓存技术。
    第二个问题就比较复杂点:

    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。

    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    //模拟下单操作
    //库存是否大于0
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
        $order_sn=build_order_no();
        //生成订单
        $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
        values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
        $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
          
        //库存减少
        $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
        $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
        if(mysql_affected_rows()){
            insertLog('库存减少成功');
        }else{
            insertLog('库存减少失败');
        }
    }else{
        insertLog('库存不够');
    }
    

    出现这种情况怎么办呢?来看几种优化方法:

    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

     //库存减少
     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
     if(mysql_affected_rows()){
         insertLog('库存减少成功');6 
    }
    

    优化方案2:使用MySQL的事务,锁住操作的行

    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单号
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    //模拟下单操作
    //库存是否大于0
    mysql_query("BEGIN");   //开始事务
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    if($row['number']>0){
        //生成订单
        $order_sn=build_order_no();
        $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
        values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
        $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
          
        //库存减少
        $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
        $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
        if(mysql_affected_rows()){
            insertLog('库存减少成功');
            mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁
        }else{
            insertLog('库存减少失败');
        }
    }else{
        insertLog('库存不够');
        mysql_query("ROLLBACK");
    }
    

    优化方案3:使用非阻塞的文件排他锁

    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","root","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big-bak",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单号
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    $fp = fopen("lock.txt", "w+");
    if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
        echo "系统繁忙,请稍后再试";
        return;
    }
    //下单
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    if($row['number']>0){//库存是否大于0
        //模拟下单操作
        $order_sn=build_order_no();
        $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
        values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
        $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
          
        //库存减少
        $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
        $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
        if(mysql_affected_rows()){
            insertLog('库存减少成功');
            flock($fp,LOCK_UN);//释放锁
        }else{
            insertLog('库存减少失败');
        }
    }else{
        insertLog('库存不够');
    }
    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)

    先将商品库存如队列

    <?php
    $store=1000;
    $redis=new Redis();
    $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
    $res=$redis->llen('goods_store');
    echo $res;
    $count=$store-$res;
    for($i=0;$i<$count;$i++){
        $redis->lpush('goods_store',1);
    }
    echo $redis->llen('goods_store');
    

    抢购、描述逻辑

    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单号
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    //模拟下单操作
    //下单前判断redis队列库存量
    $redis=new Redis();
    $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
    $count=$redis->lpop('goods_store');
    if(!$count){
        insertLog('error:no store redis');
        return;
    }
      
    //生成订单
    $order_sn=build_order_no();
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
      
    //库存减少
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('库存减少成功');
    }else{
        insertLog('库存减少失败');
    }
    

    上述只是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。

    数据表

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