springboot实现商品秒杀功能

秒杀系统的实现主要有两步：
1.分布式限流 ：使用消息队列的方式，来实现削峰
2.分布式锁

分布式锁的实现方式

1.基于数据库来实现分布式锁
2.基于redis中的实现分布式锁
3.基于zookeeper实现分布式锁

这里以redis实现分布式锁举例
有以下几个操作：
1.加锁
加锁实际上就是在redis中，给Key键设置一个值，为避免死锁，并给定一个过期时间。

SET lock_key random_value NX PX 5000

值得注意的是：
random_value 是客户端生成的唯一的字符串。
NX 代表只在键不存在时，才对键进行设置操作。
PX 5000 设置键的过期时间为5000毫秒。
这样，如果上面的命令执行成功，则证明客户端获取到了锁。

2.解锁
解锁的过程就是将Key键删除。但也不能乱删，不能说客户端1的请求将客户端2的锁给删除掉。这时候random_value的作用就体现出来。
为了保证解锁操作的原子性，我们用LUA脚本完成这一操作。先判断当前锁的字符串是否与传入的值相等，是的话就删除Key，解锁成功。

if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then
   return redis.call('del',KEYS[1])
else
   return 0
end

3.锁过期
为了避免发生死锁，设置过期时间。

springboot+rabbitmq+redis实现商品秒杀功能

依赖

<!--rabbitmq消息队列-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

<!--redis-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>redis.clients</groupId>
  <artifactId>jedis</artifactId>
  <version>2.9.0</version>
</dependency>

<!--fastjson-->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba</groupId>
  <artifactId>fastjson</artifactId>
  <version>1.1.43</version>
</dependency>

application.properties

#Redis服务器地址
spring.redis.host=127.0.0.1
#Redis服务器连接端口
spring.redis.port=6379
#Redis数据库索引（默认为0）
spring.redis.database=0  
#连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
spring.redis.jedis.pool.max-active=50
#连接池中的最大空闲连接
spring.redis.jedis.pool.max-idle=20
#连接池中的最小空闲连接
spring.redis.jedis.pool.min-idle=2

##配置rabbitmq
spring.rabbitmq.host=127.0.0.1
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=guest
spring.rabbitmq.password=guest
#自定义参数：并发消费者的初始化值
spring.rabbitmq.listener.concurrency=10
#自定义参数：并发消费者的最大值
spring.rabbitmq.listener.max-concurrency=20
#自定义参数：每个消费者每次监听时可拉取处理的消息数量
spring.rabbitmq.listener.prefetch=5

#用于处理订单的消息队列
order.queue.name=order.queue.name
order.exchange.name =order.exchange.name
order.routing.key.name=order.routing.key.name

RabbitmqConfig：rabbitmq配置类

/**
* rabbitmq配置类
*/
@Configuration
public class RabbitmqConfig {

    @Autowired
    private Environment env;


    @Autowired
    private CachingConnectionFactory connectionFactory;


    @Autowired
    private SimpleRabbitListenerContainerFactoryConfigurer factoryConfigurer;


    //日志记录器
    private static Logger logger = LogManager.getLogger(LogManager.ROOT_LOGGER_NAME);


    /**
     * 单一消费者，即为队列消息
     * @return
     */
    @Bean(name = "singleListenerContainer")
    public SimpleRabbitListenerContainerFactory listenerContainer(){
        SimpleRabbitListenerContainerFactory factory = new SimpleRabbitListenerContainerFactory();
        factory.setConnectionFactory(connectionFactory);
        factory.setMessageConverter(new Jackson2JsonMessageConverter());
        factory.setConcurrentConsumers(1);
        factory.setMaxConcurrentConsumers(1);
        factory.setPrefetchCount(1);
        factory.setTxSize(1);
        factory.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.AUTO);
        return factory;
    }


    /**
     * 多个消费者，即主题消息
     * @return
     */
    @Bean(name = "multiListenerContainer")
    public SimpleRabbitListenerContainerFactory multiListenerContainer(){
        SimpleRabbitListenerContainerFactory factory = new SimpleRabbitListenerContainerFactory();
        factoryConfigurer.configure(factory,connectionFactory);
        factory.setMessageConverter(new Jackson2JsonMessageConverter());
        factory.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.NONE);


        //关于并发配置
        factory.setConcurrentConsumers(env.getProperty("spring.rabbitmq.listener.concurrency",int.class));
        factory.setMaxConcurrentConsumers(env.getProperty("spring.rabbitmq.listener.max-concurrency",int.class));
        factory.setPrefetchCount(env.getProperty("spring.rabbitmq.listener.prefetch",int.class));
        return factory;
    }


    /**
     *RabbitTemplate工具类
     * @return
     */
    @Bean
    public RabbitTemplate rabbitTemplate(){
        connectionFactory.setPublisherConfirms(true);
        connectionFactory.setPublisherReturns(true);
        RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);
        rabbitTemplate.setMandatory(true);
        //默认是开启应答成功后的回调函数
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(new RabbitTemplate.ConfirmCallback() {
            @Override
            public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
                logger.info("消息发送成功:correlationData({}),ack({}),cause({})",correlationData,ack,cause);
            }
        });
        // 消息是否从Exchange路由到Queue, 注意: 这是一个失败回调, 只有消息从Exchange路由到Queue失败才会回调这个方法
        rabbitTemplate.setReturnCallback(new RabbitTemplate.ReturnCallback() {
            @Override
            public void returnedMessage(Message message, int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey) {
                logger.info("消息丢失:exchange({}),route({}),replyCode({}),replyText({}),message:{}",exchange,routingKey,replyCode,replyText,message);
            }
        });
        return rabbitTemplate;
    }


    /**生成rabbitmq组件
     * 队列：用来存储消息的数据结构，位于硬盘或内存中。
     * 交换机：接收发送到RabbitMQ中的消息并决定把他们投递到那个队列的组件；
     * 绑定：一套规则，用于告诉交换器消息应该被存储到哪个队列。
     *
     * **/
   /**处理订单的消息队列**/
   //定义队列
   @Bean(name ="orderQueue")
   public Queue orderQueue(){
       return new Queue(env.getProperty("order.queue.name"),true);
   }
    //定义交换机 TopicExchange为主题消息交换器
    @Bean
    public DirectExchange orderExchange(){
        return new DirectExchange(env.getProperty("order.exchange.name"),true,false);
    }
    //定义绑定
    @Bean
    public Binding orderBinging(){
        return BindingBuilder.bind(orderQueue()).to(orderExchange()).with( env.getProperty("order.routing.key.name"));
    }


}

RedisLock：redis实现分布式锁工具类

/**
* redis实现分布式锁机制
*/
@Component
public class RedisLock {
    //日志记录器
    private static Logger logger = LogManager.getLogger(LogManager.ROOT_LOGGER_NAME);

    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 加锁
     * @param key
     * @param value 当前事件+超时事件
     * @return
     */
    public boolean lock(String key,String value){
        //加锁成功
        if (redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key,value)){
            return true;
        }
        //假如currentValue=A先占用了锁  其他两个线程的value都是B,保证其中一个线程拿到锁
        String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        //锁过期  防止出现死锁
        if (!StringUtils.isEmpty(currentValue) &&
                Long.parseLong(currentValue) < System.currentTimeMillis()){
            //获取上一步锁的时间
            String oldValue = redisTemplate.opsForValue().getAndSet(key, value);
            if (!StringUtils.isEmpty(oldValue) &&
                    oldValue.equals(currentValue)){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    /**
     * 解锁
     * @param key
     * @param value
     */
    public void unlock(String key,String value){
        try {
            String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);
            if (!StringUtils.isEmpty(currentValue) &&
                    currentValue.equals(value)){
                redisTemplate.opsForValue().getOperations().delete(key);
            }
        }catch (Exception e){
            logger.error("【redis分布式锁】 解锁异常，{}",e);
        }
    }
}

CommodityController：生产者

/**
* 这是用户模块的Controller
*/
@RestController
@RequestMapping("/attendance/commodity")
@Api(value = "商品模块")
public class CommodityController {

    @Autowired
    CommodityService commodityService;


    @Autowired
    RabbitTemplate rabbitTemplate;


    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;


    @Autowired
    private Environment env;


    //日志记录器
    private static Logger logger = LogManager.getLogger(LogManager.ROOT_LOGGER_NAME);


    /**
     * 新建商品秒杀
     */
    @PostMapping("/createSeckill")
    @ApiOperation(value = "新建商品秒杀")
    public ResponseResult createSeckill(HttpServletRequest request) {
        logger.info("start UserController.createSeckill");
        CommodityPojo commodityPojo=new CommodityPojo();
        commodityPojo.setCommodityAllNum(1000);
        commodityPojo.setCommodityName("测试商品一");
        commodityService.createSeckill(commodityPojo);
        logger.info("end UserController.createSeckill");
        return ResponseResult.success(ConstantsUtil.OPERATE_SUCCESS);
    }


    /**
     * 进行商品秒杀
     */
    @PostMapping("/seckill")
    @ApiOperation(value = "进行商品秒杀")
    public ResponseResult seckill(HttpServletRequest request) {
        logger.info("start UserController.seckill");
        String productId ="43486796d2871dfbec0f62951750ea4c";
        String user ="admin";
        OrderPojo orderPojo =new OrderPojo();
        orderPojo.setUserId(user);
        orderPojo.setProductId(productId);
        orderPojo.setOrderPrice(100L);
        orderPojo.setTempId(CommonUtil.getUUID());
        rabbitTemplate.setMessageConverter(new Jackson2JsonMessageConverter());
        rabbitTemplate.setExchange(env.getProperty("order.exchange.name"));
        rabbitTemplate.setRoutingKey(env.getProperty("order.routing.key.name"));
        try {
            Message message = MessageBuilder.withBody(JacksonUtils.toJson(orderPojo).getBytes("UTF-8")).build();
            //设置请求编码格式
            message.getMessageProperties().setHeader(AbstractJavaTypeMapper.DEFAULT_CONTENT_CLASSID_FIELD_NAME, MessageProperties.CONTENT_TYPE_JSON);
            rabbitTemplate.convertAndSend(message);
        }catch (Exception e){
            logger.error("订单消息生产者发送消息失败"+e.getMessage(),e);
            return ResponseResult.error(ConstantsUtil.OPERATE_ERROR);
        }
        logger.info("end UserController.seckill");
        return ResponseResult.success(orderPojo.getTempId(),ConstantsUtil.OPERATE_SUCCESS);
    }




    /**
     * 获取进行商品秒杀的结果
     */
    @PostMapping("/getSeckillResultMent")
    @ApiOperation(value = "获取进行商品秒杀的结果")
    public ResponseResult getSeckillResultMent(HttpServletRequest request, @RequestBody JSONObject jsonObject) {
        logger.info("start UserController.getSeckillResultMent");
        ResponseResult responseResult=null;
        String id=jsonObject.get("id").toString();
        Object o = redisTemplate.opsForValue().get("seckill_rep_"+id);
        if(o !=null){
            String tmp =o.toString();
            try {
                responseResult=JacksonUtils.toEntity(tmp,ResponseResult.class);
            }catch (Exception e){
                logger.error("获取进行商品秒杀的结果异常"+e.getStackTrace(),e);
            }
        }else {
            responseResult =ResponseResult.error(ConstantsUtil.QUERY_ERROR);
        }
        logger.info("end UserController.getSeckillResultMent");
        return responseResult;
    }
}

CommonMqListener：消费者

/**
* 这里是消息队列的消费者
*/

@Component
public class CommonMqListener {


    @Autowired
    OrderService orderService;


    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;


    private static ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();


    //日志记录器
    private static Logger logger = LogManager.getLogger(LogManager.ROOT_LOGGER_NAME);
    /**
     * 监听消费订单消息消息
     * @param message
     */
    @RabbitListener(queues = "${order.queue.name}",containerFactory = "singleListenerContainer")
    public void consumeOrderQueue(@Payload byte[] message) {
        try {
            OrderPojo orderPojo = objectMapper.readValue(message,OrderPojo.class);
            ResponseResult responseResult= orderService.seckillNewOrder(orderPojo);
            //将结果存放在redis中 10s
            redisTemplate.opsForValue().set("seckill_rep_"+orderPojo.getTempId(), JacksonUtils.toJson(responseResult),10, TimeUnit.SECONDS);
            logger.info("监听消费 监听到消息： {} ,响应结果：{}", orderPojo.toString(),responseResult.getMessage());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

OrderService：消费者中的订单操作

@Service
@Transactional
public class OrderService   extends ServiceImpl<OrderPojoMapper, OrderPojo> implements IOrderService {


    @Autowired
    OrderPojoMapper orderPojoMapper;


    /** 超时时间 */
    private static final int TIMEOUT = 5000;


    @Autowired
    RedisLock redisLock;


    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;


    //日志记录器
    private static Logger logger = LogManager.getLogger(LogManager.ROOT_LOGGER_NAME);

    /**
     * 秒杀中订单
     * @param orderPojo
     * @return
     */
    @Override
    public ResponseResult seckillNewOrder(OrderPojo orderPojo) {
        String msg="";
        String productId=orderPojo.getProductId();
        long time = System.currentTimeMillis() + TIMEOUT;
        //加锁
        String lockKey = "seckill:"+productId;
        if (!redisLock.lock(lockKey,String.valueOf(time))){
            return ResponseResult.error(ConstantsUtil.seckill_fail);
        }
        //进行商品抢购（商品数减一）
        int stockNum = 0;
        Object tmp =redisTemplate.opsForValue().get("seckill_"+productId);
        if(tmp!=null){
            String stockNumStr =tmp.toString();
            if(StringUtils.isNotBlank(stockNumStr)){
                stockNum = Integer.valueOf(stockNumStr);
            }
            if (stockNum == 0) {
                //库存不足
                return ResponseResult.error(ConstantsUtil.seckill_fail2);
            } else {
                    redisTemplate.opsForValue().set("seckill_"+productId,String.valueOf(stockNum-1));
                    msg="恭喜你抢到商品，剩余商品数量为"+(stockNum-1);
                    //创建订单
                    orderPojoMapper.insert(orderPojo);
            }
        }else {
            return ResponseResult.error(ConstantsUtil.seckill_fail3);
        }
        //解锁
        redisLock.unlock(lockKey, String.valueOf(time));
        return ResponseResult.success(msg);
    }
}

验证：

使用jmeter模拟高并发访问：

针对一次请求获取具体的结果