php結合redis實現高並發下的搶購、秒殺功能

搶購、秒殺是平常很常見的場景，面試的時候面試官也經常會問到，比如問你淘寶中的搶購秒殺是怎么實現的等等。

搶購、秒殺實現很簡單，但是有些問題需要解決，主要針對兩個問題：

1 高並發對數據庫產生的壓力

2 競爭狀態下如何解決庫存的正確減少（"超賣"問題）

第一個問題，對於PHP來說很簡單，用緩存技術就可以緩解數據庫壓力，比如memcache，redis等緩存技術。

第二個問題就比較復雜點：

常規寫法：

查詢出對應商品的庫存，看是否大於0，然后執行生成訂單等操作，但是在判斷庫存是否大於0處，如果在高並發下就會有問題，導致庫存量出現負數

<?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;
 
//生成唯一訂單
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日志
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql="insert into ih_log(event,type) 
    values('$event','$type')"; 
    mysql_query($sql,$conn); 
}
 
//模擬下單操作
//庫存是否大於0
$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";//解鎖 此時ih_store數據中goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的數據被鎖住(注3)，其它事務必須等待此次事務 提交后才能執行
$rs=mysql_query($sql,$conn);
$row=mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//高並發下會導致超賣
    $order_sn=build_order_no();
    //生成訂單 
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) 
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')"; 
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn); 
     
    //庫存減少
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 
    if(mysql_affected_rows()){ 
        insertLog('庫存減少成功');
    }else{ 
        insertLog('庫存減少失敗');
    } 
}else{
    insertLog('庫存不夠');
}

出現這種情況怎么辦呢？來看幾種優化方法：

優化方案1：將庫存字段number字段設為unsigned，當庫存為0時，因為字段不能為負數，將會返回false

 //庫存減少
 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 
 if(mysql_affected_rows()){ 
     insertLog('庫存減少成功');
 }

優化方案2：使用MySQL的事務，鎖住操作的行

<?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;
 
//生成唯一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日志
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql="insert into ih_log(event,type) 
    values('$event','$type')"; 
    mysql_query($sql,$conn); 
}
 
//模擬下單操作
//庫存是否大於0
mysql_query("BEGIN");   //開始事務
$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此時這條記錄被鎖住,其它事務必須等待此次事務提交后才能執行
$rs=mysql_query($sql,$conn);
$row=mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){
    //生成訂單 
    $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); 
     
    //庫存減少
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 
    if(mysql_affected_rows()){ 
        insertLog('庫存減少成功');
        mysql_query("COMMIT");//事務提交即解鎖
    }else{ 
        insertLog('庫存減少失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
    mysql_query("ROLLBACK");
}

優化方案3：使用非阻塞的文件排他鎖

<?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;
 
//生成唯一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日志
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 "系統繁忙，請稍后再試";
    return;
}
//下單
$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
$rs=mysql_query($sql,$conn);
$row=mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//庫存是否大於0
    //模擬下單操作 
    $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); 
     
    //庫存減少
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 
    if(mysql_affected_rows()){ 
        insertLog('庫存減少成功');
        flock($fp,LOCK_UN);//釋放鎖
    }else{ 
        insertLog('庫存減少失敗');
    } 
}else{
    insertLog('庫存不夠');
}
fclose($fp);

優化方案4：使用redis隊列，因為pop操作是原子的，即使有很多用戶同時到達，也是依次執行，推薦使用（mysql事務在高並發下性能下降很厲害，文件鎖的方式也是）

先將商品庫存如隊列

<?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');

搶購、描述邏輯

<?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;
 
//生成唯一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日志
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql="insert into ih_log(event,type) 
    values('$event','$type')"; 
    mysql_query($sql,$conn); 
}
 
//模擬下單操作
//下單前判斷redis隊列庫存量
$redis=new Redis();
$result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
$count=$redis->lpop('goods_store');
if(!$count){
    insertLog('error:no store redis');
    return;
}
 
//生成訂單 
$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); 
 
//庫存減少
$sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
$store_rs=mysql_query($sql,$conn); 
if(mysql_affected_rows()){ 
    insertLog('庫存減少成功');
}else{ 
    insertLog('庫存減少失敗');
}

上述只是簡單模擬高並發下的搶購，真實場景要比這復雜很多，很多注意的地方

如搶購頁面做成靜態的，通過ajax調用接口

再如上面的會導致一個用戶搶多個，思路：

需要一個排隊隊列和搶購結果隊列及庫存隊列。高並發情況，先將用戶進入排隊隊列，用一個線程循環處理從排隊隊列取出一個用戶，判斷用戶是否已在搶購結果隊列，如果在，則已搶購，否則未搶購，庫存減1，寫數據庫，將用戶入結果隊列。