php结合redis实现高并发下的抢购、秒杀功能的实例

其他 2018-06-20 12:14:29 阅读次数: 3

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。

重点在于第二个问题

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

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<?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' );
}
?>

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

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//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' );
}

优化方案2：使用MySQL的事务，锁住操作的行

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<?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

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<?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

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<?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

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<?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' );
}

模拟5000高并发测试

webbench -c 5000 -t 60 http://192.168.1.198/big/index.php
ab -r -n 6000 -c 5000  http://192.168.1.198/big/index.php

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。

测试数据表

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-- 数据库: `big`
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-- --------------------------------------------------------
 
--
-- 表的结构 `ih_goods`
--
 
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_goods` (
   `goods_id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
   `cat_id` int(11) NOT NULL,
   `goods_name` varchar(255) NOT NULL,
   PRIMARY KEY (`goods_id`)
) ENGINE=MyISAM  DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=2 ;
 
 
--
-- 转存表中的数据 `ih_goods`
--
 
 
INSERT INTO `ih_goods` (`goods_id`, `cat_id`, `goods_name`) VALUES
(1, 0,  '小米手机' );
 
-- --------------------------------------------------------
 
--
-- 表的结构 `ih_log`
--
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_log` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `event` varchar(255) NOT NULL,
  `type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT  '0' ,
  `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=1 ;
 
--
-- 转存表中的数据 `ih_log`
--
 
 
-- --------------------------------------------------------
 
--
-- 表的结构 `ih_order`
--
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_order` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `order_sn` char(32) NOT NULL,
  `user_id` int(11) NOT NULL,
  `status` int(11) NOT NULL DEFAULT  '0' ,
  `goods_id` int(11) NOT NULL DEFAULT  '0' ,
  `sku_id` int(11) NOT NULL DEFAULT  '0' ,
  `price` float NOT NULL,
  `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT= '订单表'   AUTO_INCREMENT=1 ;
 
--
-- 转存表中的数据 `ih_order`
--
 
 
-- --------------------------------------------------------
 
--
-- 表的结构 `ih_store`
--
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_store` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `goods_id` int(11) NOT NULL,
  `sku_id` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT  '0' ,
  `number` int(10) NOT NULL DEFAULT  '0' ,
  `freez` int(11) NOT NULL DEFAULT  '0'   COMMENT  '虚拟库存' ,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT= '库存'   AUTO_INCREMENT=2 ;
 
--
-- 转存表中的数据 `ih_store`
--
INSERT INTO `ih_store` (`id`, `goods_id`, `sku_id`, `number`, `freez`) VALUES
(1, 1, 11, 500, 0);

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