Redis抢购设计章

抢购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,我们看看下面一种常规的实现代码:


require('predis/src/Autoloader.php');

$redis = new Predis\Client(array(

'scheme' => 'tcp',

'host'  => '127.0.0.1',

'port'  => '6379'

));

//redis 登录

$redis->auth('123456');

//库存

$num = 10;

//用户id

$user_id = $_SESSION['user_id'];

//检查库存

$len = $redis->llen('order:1');

if($len >= $num){

exit('已经抢光了');

}

//把抢到的用户存入到列表中

$result = $redis->lpush('order:1',$user_id);

if($result){

echo '抢到了';

}

?>

如果代码正常运行,列表order:1中最多只能存储10个用户的id,因为库存只有10个。

然而,在使用Apache AB工具模拟很多用户并发请求时,最后发现order:1中总是超过10个用户,也就是出现了“超卖”。

问题就出在这一段代码:

//检查库存

$len = $redis->llen('order:1');

if($len >= $num){

exit('已经抢光了');

}

在抢购进行到一定程度,假如现在已经有9个人抢购成功,又来了3个用户同时抢购,这时if条件将会被绕过,这三个用户都能抢购成功。而实际上只有一件库存可以抢了。

在高并发下,很多不是问题的,都成了问题。要解决“超卖”问题,核心在于保证检查库存时的操作是依次执行的,形象的说就是把“多线程”转成“单线程”。即使有很多用户同时到达,也是一个个检查并给与抢购资格,一旦库存抢尽,后面的用户就无法继续了。

我们需要使用Redis的原子操作来实现这个“单线程”。首先我们把库存存在goods:1这个列表中,假设有10件库存,就往列表中push10个数,这个数没有实际意义,仅仅代表一件库存。抢购开始后,每到来一个用户,就从goods:1中pop一个数,表示用户抢购成功。当列表为空时,表示已经被抢光了。因为列表的pop操作是原子的,即使有很多用户同时到达,也是依次执行的。抢购的示例代码如下:


//抢购

require('predis/src/Autoloader.php');

$redis = new Predis\Client(array(

'scheme' => 'tcp',

'host'  => '127.0.0.1',

'port'  => '6379'

));

$redis->auth('123456');

//用户ID

$user_id = $_SESSION['user_id'];

$check = $redis->lpop('goods:1');

if(!$check){

exit('抢光了');

}

$result = $redis->lpush('order:1',$user_id);

if($result){

echo '抢购成功';

}

?>


用户抢购成功后,我们将用户ID存入了order:1列表中。接下来我们可以引导这些用户去完成订单的其他步骤,这里才涉及到与数据库的交互。最终只有很少的人走到这一步,也就解决的数据库的压力问题。

为了检测实际效果,我使用Apache AB工具模拟10、20、1000个用户并发进行抢购,经过大量的测试,最终抢购成功的用户始终为10,没有出现“超卖”。

推荐阅读更多精彩内容