php结合redis实现高并发下的抢购、秒杀功能
2017-07-31 11:46
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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
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
优化方案2：使用mysql的事务，锁住操作的行
优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁
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
抢购、描述逻辑
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
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
1 <?php
2 $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
3 if(!$conn){
4 echo "connect failed";
5 exit;
6 }
7 mysql_select_db("big",$conn);
8 mysql_query("set names utf8");
9
10 $price=10;
11 $user_id=1;
12 $goods_id=1;
13 $sku_id=11;
14 $number=1;
15
16 //生成唯一订单
17 function build_order_no(){
18 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19 }
20 //记录日志
21 function insertLog($event,$type=0){
22 global $conn;
23 $sql="insert into ih_log(event,type)
24 values('$event','$type')";
25 mysql_query($sql,$conn);
26 }
27
28 //模拟下单操作
29 //库存是否大于0
30 $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
31 $rs=mysql_query($sql,$conn);
32 $row=mysql_fetch_assoc($rs);
33 if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
34 $order_sn=build_order_no();
35 //生成订单
36 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
37 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
38 $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
39
40 //库存减少
41 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
42 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
43 if(mysql_affected_rows()){
44 insertLog('库存减少成功');
45 }else{
46 insertLog('库存减少失败');
47 }
48 }else{
49 insertLog('库存不够');
50 }
51 ?>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
1 //库存减少
2 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
3 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
4 if(mysql_affected_rows()){
5 insertLog('库存减少成功');
6 }优化方案2：使用mysql的事务，锁住操作的行
1 <?php
2 $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
3 if(!$conn){
4 echo "connect failed";
5 exit;
6 }
7 mysql_select_db("big",$conn);
8 mysql_query("set names utf8");
9
10 $price=10;
11 $user_id=1;
12 $goods_id=1;
13 $sku_id=11;
14 $number=1;
15
16 //生成唯一订单号
17 function build_order_no(){
18 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19 }
20 //记录日志
21 function insertLog($event,$type=0){
22 global $conn;
23 $sql="insert into ih_log(event,type)
24 values('$event','$type')";
25 mysql_query($sql,$conn);
26 }
27
28 //模拟下单操作
29 //库存是否大于0
30 mysql_query("BEGIN"); //开始事务
31 $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
32 $rs=mysql_query($sql,$conn);
33 $row=mysql_fetch_assoc($rs);
34 if($row['number']>0){
35 //生成订单
36 $order_sn=build_order_no();
37 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
38 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
39 $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
40
41 //库存减少
42 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
43 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
44 if(mysql_affected_rows()){
45 insertLog('库存减少成功');
46 mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁
47 }else{
48 insertLog('库存减少失败');
49 }
50 }else{
51 insertLog('库存不够');
52 mysql_query("ROLLBACK");
53 }
54 ?>优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁
1 <?php
2 $conn=mysql_connect("localhost","root","123456");
3 if(!$conn){
4 echo "connect failed";
5 exit;
6 }
7 mysql_select_db("big-bak",$conn);
8 mysql_query("set names utf8");
9
10 $price=10;
11 $user_id=1;
12 $goods_id=1;
13 $sku_id=11;
14 $number=1;
15
16 //生成唯一订单号
17 function build_order_no(){
18 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19 }
20 //记录日志
21 function insertLog($event,$type=0){
22 global $conn;
23 $sql="insert into ih_log(event,type)
24 values('$event','$type')";
25 mysql_query($sql,$conn);
26 }
27
28 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
29 if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
30 echo "系统繁忙，请稍后再试";
31 return;
32 }
33 //下单
34 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
35 $rs=mysql_query($sql,$conn);
36 $row=mysql_fetch_assoc($rs);
37 if($row['number']>0){//库存是否大于0
38 //模拟下单操作
39 $order_sn=build_order_no();
40 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
41 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
42 $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
43
44 //库存减少
45 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
46 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
47 if(mysql_affected_rows()){
48 insertLog('库存减少成功');
49 flock($fp,LOCK_UN);//释放锁
50 }else{
51 insertLog('库存减少失败');
52 }
53 }else{
54 insertLog('库存不够');
55 }
56 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
1 <?php
2 $store=1000;
3 $redis=new Redis();
4 $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
5 $res=$redis->llen('goods_store');
6 echo $res;
7 $count=$store-$res;
8 for($i=0;$i<$count;$i++){
9 $redis->lpush('goods_store',1);
10 }
11 echo $redis->llen('goods_store');
12 ?>抢购、描述逻辑
1 <?php
2 $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
3 if(!$conn){
4 echo "connect failed";
5 exit;
6 }
7 mysql_select_db("big",$conn);
8 mysql_query("set names utf8");
9
10 $price=10;
11 $user_id=1;
12 $goods_id=1;
13 $sku_id=11;
14 $number=1;
15
16 //生成唯一订单号
17 function build_order_no(){
18 return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19 }
20 //记录日志
21 function insertLog($event,$type=0){
22 global $conn;
23 $sql="insert into ih_log(event,type)
24 values('$event','$type')";
25 mysql_query($sql,$conn);
26 }
27
28 //模拟下单操作
29 //下单前判断redis队列库存量
30 $redis=new Redis();
31 $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
32 $count=$redis->lpop('goods_store');
33 if(!$count){
34 insertLog('error:no store redis');
35 return;
36 }
37
38 //生成订单
39 $order_sn=build_order_no();
40 $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
41 values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
42 $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
43
44 //库存减少
45 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
46 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
47 if(mysql_affected_rows()){
48 insertLog('库存减少成功');
49 }else{
50 insertLog('库存减少失败');
51 }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
1 -- 2 -- 数据库: `big` 3 -- 4 5 -- -------------------------------------------------------- 6 7 -- 8 -- 表的结构 `ih_goods` 9 -- 10 11 12 CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_goods` ( 13 `goods_id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, 14 `cat_id` int(11) NOT NULL, 15 `goods_name` varchar(255) NOT NULL, 16 PRIMARY KEY (`goods_id`) 17 ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=2 ; 18 19 20 -- 21 -- 转存表中的数据 `ih_goods` 22 -- 23 24 25 INSERT INTO `ih_goods` (`goods_id`, `cat_id`, `goods_name`) VALUES 26 (1, 0, '小米手机'); 27 28 -- -------------------------------------------------------- 29 30 -- 31 -- 表的结构 `ih_log` 32 -- 33 34 CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_log` ( 35 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 36 `event` varchar(255) NOT NULL, 37 `type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0', 38 `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, 39 PRIMARY KEY (`id`) 40 ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=1 ; 41 42 -- 43 -- 转存表中的数据 `ih_log` 44 -- 45 46 47 -- -------------------------------------------------------- 48 49 -- 50 -- 表的结构 `ih_order` 51 -- 52 53 CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_order` ( 54 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 55 `order_sn` char(32) NOT NULL, 56 `user_id` int(11) NOT NULL, 57 `status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', 58 `goods_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', 59 `sku_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', 60 `price` float NOT NULL, 61 `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, 62 PRIMARY KEY (`id`) 63 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单表' AUTO_INCREMENT=1 ; 64 65 -- 66 -- 转存表中的数据 `ih_order` 67 -- 68 69 70 -- -------------------------------------------------------- 71 72 -- 73 -- 表的结构 `ih_store` 74 -- 75 76 CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_store` ( 77 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 78 `goods_id` int(11) NOT NULL, 79 `sku_id` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0', 80 `number` int(10) NOT NULL DEFAULT '0', 81 `freez` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '虚拟库存', 82 PRIMARY KEY (`id`) 83 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='库存' AUTO_INCREMENT=2 ; 84 85 -- 86 -- 转存表中的数据 `ih_store` 87 -- 88 89 INSERT INTO `ih_store` (`id`, `goods_id`, `sku_id`, `number`, `freez`) VALUES 90 (1, 1, 11, 500, 0);
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