《高并发秒杀抢购系统设计》PHP示例代码

一年多以前在学校分享过一次《高并发秒杀抢购系统设计》，其中有部分示例代码未能贴出，因为当时工作换电脑导致程序代码丢失，一直就没有贴出来，到编写本文时有不少朋友向我要过代码，很不好意思一直没整理就没给，近期有时间就整理了一下。时间有点久了，一些内容细节有些忘记，示例代码处理模型如有考虑不到之处，请留言给我，我会跟进测试修改，提前谢谢各位。

没有看过上一篇文章的，可以先看看一次分享《高并发秒杀抢购系统设计》。

本次整理代码所用的相关程序版本：

• PHP5.6加pthreads、redis、mysql扩展
• Mysql5.7 ，不过用不到数据库的高级特性，5.0及以上版本支持Innodb存储引擎的就可以
• Redis5.0.5
• Centos7.8

尝试了PHP7.3和7.4的多线程，无论是pthreads还是parallel都出现“段错误”无法正常执行，可能和Centos环境有些关系，有能执行成功的朋友请指教一下。

准备工作，建库建表，test库就行，建表语句：

create table goods (
    id int unsigned not null auto_increment primary key,
    goodname varchar(50) not null default '',
    total int not null default 0
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

insert into goods(goodname,total) values('火车票',100);

新手错误代码

先看新手最容易犯错的代码，它的处理逻辑在单进程单线程没有并发的情况下是对的，但是在高并发下就是错误的。

error_reporting(E_ALL ^ E_DEPRECATED);
class Conf {
    public static $host = 'localhost';
    public static $port = '3306';
    public static $user = 'root';
    public static $passwd = '123';
    public static $dbname = 'test';
}
class NoLock extends Thread {
    public function run() {
        //模拟真实环境，连接数据库，每次都返回一个新的数据库连接
        $mysql = mysql_connect(Conf::$host.':'.Conf::$port,Conf::$user,Conf::$passwd,true);
        mysql_select_db(Conf::$dbname);
        //从数据库中取出库存
        $sql = "select total from goods where id=1";
        $result = mysql_query($sql,$mysql);
        $info = mysql_fetch_assoc($result);
        mysql_free_result($result);
        //获取库存余量
        $total = $info['total'];
        echo 'tid='.self::getCurrentThreadId().' total='.$total."\n";
        if($total > 0) {//判断库存是否还有
            /*
             * 这里会出现两种写法，但是结果都一样，都是错误的
             * 一种是直接数据库字段减1
             * 另一种是取出的库存数减1再写回数据库
             */
//            mysql_query("update goods set total=total-1 where id=1");
            mysql_query("update goods set total='".($total-1)."' where id=1",$mysql);
        }
        mysql_close($mysql);
    }
}

$mysql = mysql_connect(Conf::$host.':'.Conf::$port,Conf::$user,Conf::$passwd,true);
mysql_select_db(Conf::$dbname);
$sql = "update goods set total=100 where id=1";
mysql_query($sql,$mysql);
mysql_close($mysql);

$clientArr = [];
for ($i=0;$i<100;++$i) {
    $clientArr[$i] = new NoLock();
    $clientArr[$i]->start();
}
//获取结果
$mysql = mysql_connect(Conf::$host.':'.Conf::$port,Conf::$user,Conf::$passwd,true);
mysql_select_db(Conf::$dbname);
$sql = "select total from goods where id=1";
$result = mysql_query($sql,$mysql);
$info = mysql_fetch_assoc($result);
mysql_free_result($result);
mysql_close($mysql);
echo 'end total='.$info['total']."\n";

Nolock类继承PHP线程类Thread，一个线程模拟一个用户下单减库存，100个库存需要100个线程，按正常逻辑100个线程执行完毕库存是0就对。上面这段代码可直接复制到一个PHP文件，修改顶部的Mysql配置，然后多次执行（一定要多次快速执行），你能够发现好多时候最后库存大于0，有的线程读取到了相同的库存。
分析一下：100个库存，100个用户都已经完成下单，还有剩余，继续执行的话一定是要超卖了～～～

悲观锁，利用Mysql实现

error_reporting(E_ALL ^ E_DEPRECATED);
class Conf {
    public static $host = 'localhost';
    public static $port = '3306';
    public static $user = 'root';
    public static $passwd = '';
    public static $dbname = 'test';
}
//利用mysql数据库实现悲观锁
class PessimisticLock extends Thread {
    public function run() {
        //模拟真实环境，连接数据库，每次都返回一个新的数据库连接
        $mysql = mysql_connect(Conf::$host.':'.Conf::$port,Conf::$user,Conf::$passwd,true);
        mysql_select_db(Conf::$dbname);
        //从数据库中取出库存 利用Innodb更新行锁实现悲观锁
        $sql = "update goods set total=total-1 where id=1 and total>0";
        $result = mysql_query($sql,$mysql);
        //要检查修改影响的条数，执行成功但不一定修改数据
        $affectedRows = $result ? mysql_affected_rows() : 0;
        if($affectedRows) {//根据修改影响的条数进行后续操作
            echo self::getCurrentThreadId()." update ok \n";
        } else {
            echo self::getCurrentThreadId()." update err \n";
        }
        mysql_close($mysql);
    }
}

$mysql = mysql_connect(Conf::$host.':'.Conf::$port,Conf::$user,Conf::$passwd,true);
mysql_select_db(Conf::$dbname);
$sql = "update goods set total=100 where id=1";
mysql_query($sql,$mysql);
mysql_close($mysql);

$clientArr = [];
for ($i=0;$i<100;++$i) {
    $clientArr[$i] = new PessimisticLock();
    $clientArr[$i]->start();
}

//获取结果
$mysql = mysql_connect(Conf::$host.':'.Conf::$port,Conf::$user,Conf::$passwd,true);
mysql_select_db(Conf::$dbname);
$sql = "select total from goods where id=1";
$result = mysql_query($sql,$mysql);
$info = mysql_fetch_assoc($result);
mysql_free_result($result);
mysql_close($mysql);
echo 'end total='.$info['total']."\n";

这段代码多次使劲执行，最后库存都是0，所以这个方法原理上可以，也只是原理上可以，不建议直接用在高并发系统上，主要因为它会大幅度增加数据库负载。我们对系统优化一般首先着手的都是减少数据库的直接操作，因此这个方法不建议，真要用还需要看具体情况。

乐观锁，利用Redis的事务来实现

error_reporting(E_ALL ^ E_DEPRECATED);
class Conf {
    public static $host = 'localhost';
}

//利用redis事务实现乐观锁
class OptimisticLock extends Thread {
    public function run() {
        $redis = new Redis();
        $redis->connect(Conf::$host);
        do {//只要还有库存且没成功减库存就一直执行
            $goodsTotal = $redis->get('goods_total');
            echo self::getCurrentThreadId().' total='.$goodsTotal."\n";
            if($goodsTotal <= 0) break;//每次都检查是否还有库存  没有库存退出循环
            $redis->watch('goods_total');
            $redis->multi();
            $redis->decr('goods_total');
            $res = $redis->exec();
        } while(!$res);
    }
}
//初始化缓存库存数据
$redis = new Redis();
$redis->connect(Conf::$host);
$redis->set('goods_total',100);

$clientArr = [];
for ($i=0;$i<100;++$i) {
    $clientArr[$i] = new OptimisticLock();
    $clientArr[$i]->start();
}

这段代码使劲多次执行，最后库存也是0，所以也是可行的，这个方法也是首先推荐的方法，内存中的数据操作比在数据库中要快得多，负载能力会高跟多。
本分享给出的示例代码只是处理逻辑，具体应用还要根据具体服务器架构甚至是业务逻辑进行调整。有不足之处欢迎批评指正。