Redis--秒杀的解决方案 redis秒杀实现原理

简介

本文介绍如何使用Redis完成秒杀功能。

秒杀功能是高并发的典型场景。整体的方案是：Redis缓存 + 异步同步数据到数据库

整体方案

方案1：Redis + MQ

秒杀之前，将产品的库存从数据库同步到Redis

秒杀时，通过lua脚本保证原子性

扣减库存

返回1（表示成功）

外部判断结果，若结果为1（成功），则将订单数据通过MQ投递出去

MQ消费者收到数据后，持久化到数据库中

方案2：Redis + Redis的发布订阅功能

秒杀之前，将产品的库存从数据库同步到Redis

秒杀时，通过lua脚本保证原子性

扣减库存

将订单数据通过Redis的发布订阅功能发布出去

返回1（表示成功）

订单数据的Redis订阅者处理订单数据

方案3：Redis + 定时任务（不推荐）

使用定时任务读Redis中的订单数据列表。

不推荐的原因：麻烦。需要控制定时任务的开启和关闭等。

秒杀的lua脚本示例

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate = null;

String purchaseScript =

// 先将产品编号保存到集合中

" redis.call('sadd', KEYS[1], ARGV[2]) \n"

// 购买列表

+ "local productPurchaseList = KEYS[2]..ARGV[2] \n"

// 用户编号

+ "local userId = ARGV[1] \n"

// 产品key

+ "local product = 'product_'..ARGV[2] \n"

// 购买数量

+ "local quantity = tonumber(ARGV[3]) \n"

// 当前库存

+ "local stock = tonumber(redis.call('hget', product, 'stock')) \n"

// 价格

+ "local price = tonumber(redis.call('hget', product, 'price')) \n"

// 购买时间

+ "local purchase_date = ARGV[4] \n"

// 库存不足，返回0

+ "if stock < quantity then return 0 end \n"

// 减库存

+ "stock = stock - quantity \n"

+ "redis.call('hset', product, 'stock', tostring(stock)) \n"

// 计算价格

+ "local sum = price * quantity \n"

// 合并购买记录数据

+ "local purchaseRecord = userId..','..quantity..','"

+ "..sum..','..price..','..purchase_date \n"

// 保存到将购买记录保存到list里

+ "redis.call('rpush', productPurchaseList, purchaseRecord) \n"

// 返回成功

+ "return 1 \n";

// Redis购买记录集合前缀

private static final String PURCHASE_PRODUCT_LIST = "purchase_list_";

// 抢购商品集合

private static final String PRODUCT_SCHEDULE_SET = "product_schedule_set";

// 32位SHA1编码，第一次执行的时候先让Redis进行缓存脚本返回

private String sha1 = null;

@Override

public boolean purchaseRedis(Long userId, Long productId, int quantity) {

// 购买时间

Long purchaseDate = System.currentTimeMillis();

Jedis jedis = null;

try {

// 获取原始连接

jedis = (Jedis) stringRedisTemplate

.getConnectionFactory().getConnection().getNativeConnection();

// 如果没有加载过，则先将脚本加载到Redis服务器，让其返回sha1

if (sha1 == null) {

sha1 = jedis.scriptLoad(purchaseScript);

}

// 执行脚本，返回结果

Object res = jedis.evalsha(sha1, 2, PRODUCT_SCHEDULE_SET,

PURCHASE_PRODUCT_LIST, userId + "", productId + "",

quantity + "", purchaseDate + "");

Long result = (Long) res;

return result == 1;

} finally {

// 关闭jedis连接

if (jedis != null && jedis.isConnected()) {

jedis.close();

}

}

}

可用于秒杀的操作

list（队列）

思路

把秒杀请求压入队列：RPUSH key value （当插入的秒杀请求数达到上限时，停止所有后续插入。）

同时，从队列获得用户请求的用户ID等并进行处理

后台启动多个工作线程，使用LPOP key 或 LRANGE key start end

每完成一条秒杀记录的处理，就执行减库存操作：Decr/Decrby key （详见下方）

所有库存处理完毕，就结束该商品的本次秒杀，关闭工作线程，也不再接收秒杀请求。

将数据同步到磁盘（数据库）：可以使用定时任务

原子增减

主要是这几个命令：incr、incrby、decr、decrby

逻辑：

1，调用 incrby ，此时返回数字为减少后的数字。

2，如果此时返回小于 0，返回库存不足。否则就成功获取到库存。

3，如果用户下单失败，需要用 lua 脚本操作。内容为判断库存是否小于 0 ，小于 0 时直接将新库存 set 进去，否则还是用 incr 自增。要加库存也是用这个脚本的逻辑。

示例

local nowNum = redis.call("get","STOCK_KEY")

if (nowNum == nil or nowNum < 0) then

redis.call("set","STOCK_KEY",INCR)

return INCR

end

return redis.call("incrby","STOCK_KEY",INCR)

INCR 为要返还的库存或新增库存数

注意

如果是减库存，要用decrby count_key 1。incrby count_key -1 会出现负值，用这种方式的话得采用lua脚本的方式，先要判断count_key的值是否>0 才继续扣减，这样才能防止超卖。

不可用于秒杀的操作

锁

分析：

Redis事务是乐观锁，它不能锁住操作，仅仅只是监听事务内的key是否已经被操作过。

之所以会超发，是因为你代码中 获取库存-减少库存-放入新库存数 这期间不是原子性的。

比如 A 获取是库存为 100，B 获取时库存为 100，两方经过计算之后得到的剩余库存数都是99，然后 set 到 Redis 去，所以最后的结果是99。

当然，你可以给“获取库存=> 减少库存=> 放入新库存数”过程加锁，但是在秒杀高并发下，系统会卡死。解决办法是，用 Redis 原生的 hincrby 或 incrby 方法，该方法用于原子性操作 Hash 对象中的数字自增或自减。（见上方）

使用锁的超发例子

<?php

header("content-type:text/html;charset=utf-8");

$redis = new redis();

$result = $redis->connect('10.10.10.119', 6379);

$mywatchkey = $redis->get("mywatchkey");

$rob_total = 100; //抢购数量

if($mywatchkey<$rob_total){

$redis->watch("mywatchkey");

$redis->multi();

//设置延迟，方便测试效果。

sleep(5);

//插入抢购数据

$redis->hSet("mywatchlist","user_id_".mt_rand(1, 9999),time());

$redis->set("mywatchkey",$mywatchkey+1);

$rob_result = $redis->exec();

if($rob_result){

$mywatchlist = $redis->hGetAll("mywatchlist");

echo "抢购成功！<br/>";

echo "剩余数量：".($rob_total-$mywatchkey-1)."<br/>";

echo "用户列表：<pre>";

var_dump($mywatchlist);

}else{

echo "手气不好，再抢购！";exit;

}

}

?>

Redis Cluster撑不住怎么办

若客户很多。即使部署了Redis Cluster，仍然撑不住，那该怎么办呢？ 下面，我们具体分析下，还有哪些情况会压垮我们架构在Redis（Cluster）上的秒杀系统。

脚本攻击

如现在有很多抢火车票的软件。它们会自动发起http请求。一个客户端一秒会发起很多次请求。如果有很多用户使用了这样的软件，就可能会直接把我们的交换机给压垮了。

这个问题其实属于网络问题的范畴，和我们的秒杀系统不在一个层面上。因此不应该由我们来解决。很多交换机都有防止一个源IP发起过多请求的功能。开源软件也有不少能实现这点。如linux上的TC可以控制。流行的Web服务器Nginx（它也可以看做是一个七层软交换机）也可以通过配置做到这一点。一个IP，一秒钟我就允许你访问我2次，其他软件包直接给你丢了，你还能压垮我吗？

交换机撑不住了

可能你们的客户并发访问量实在太大了，交换机都撑不住了。 这也有办法。我们可以用多个交换机为我们的秒杀系统服务。 原理就是DNS可以对一个域名返回多个IP，并且对不同的源IP，同一个域名返回不同的IP。如网通用户访问，就返回一个网通机房的IP；电信用户访问，就返回一个电信机房的IP。也就是用CDN了！

我们可以部署多台交换机为不同的用户服务。 用户通过这些交换机访问后面数据中心的Redis Cluster进行秒杀作业。