基于redis的lua脚本解决秒杀场景

Redis lua脚本解决抢购秒杀场景

介绍

秒杀抢购可以说是在分布式环境下⼀个⾮常经典的案例，⾥边有很多痛点：

​ 1.⾼并发: 时间极短、瞬间⽤户量⼤，⼀瞬间的⾼QPS把系统或数据库直接打死，响应失败，导致与这个系统耦合的系统也GG

目前秒杀的实现方案主要有两种：

​ 2.超卖: 你只有⼀百件商品，由于是⾼并发的问题，导致超卖的情况

目前秒杀的实现方案主要有两种：

​ 1.用redis 将抢购信息进行存储。然后再慢慢消费。 同时，服务器给与用户快速响应。

​ 2.用mq实现，比如RabbitMQ，服务器将请求过来的数据先让RabbitMQ存起来，然后再慢慢消费掉。

也可以结合redis与mq的方式，通过redis控制剩余库存，达到快速响应，将满足条件的购买的订单先让RabbitMQ存起来，后续在慢慢消化。

整体流程:

1.服务器接收到了大量用户请求过来(1s 2000个请求)。比如传了用户信息，产品信息，和购买数量信息。此时 服务器采用redis 的lua 脚本 去调用redis 中间件。lua 脚本的逻辑是减库存，校验库存是否足够。然后迅速给与服务器反馈（库存是否够，够返回 1 ，不够返回 0）。
2.服务器迅速给与用户的请求反馈。提示抢购成功.或者抢购失败
3.抢购成功，将订单信息放入MQ，其余线程接受到MQ的信息后，将订单信息存入DB中
4.后面客户就可以查询 mysql 的订单信息了。

代码展示

架构采用springboot+redis+mysql+myBatis.

数据库

CREATE TABLE `tb_product` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'id',
   `price` decimal(65,18) NOT NULL DEFAULT '0',
   `available_qty` bigint NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '发行数量',
  `title` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '',
   `end_time` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  `start_time` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  `created` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  `updated` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uq_product_id` (`product_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

pom依赖：

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>

lua 脚本:

1.减少库存，校验库存是否充足

2.库存数量回滚：

核心业务代码展示

1.加载lua脚本

    private final static DefaultRedisScript<Long> deductRedisScript = new DefaultRedisScript();
    private final static DefaultRedisScript<Long> increaseRedisScript = new DefaultRedisScript();   
//加载lua脚本
    @PostConstruct
    void init() {
        //加载削减库存lua脚本
        deductRedisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("redis/fixedDeductInventory.lua")));
        deductRedisScript.setResultType(Long.class);
        //加载库存回滚lua脚本
        increaseRedisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("redis/fixedIncreaseInventory.lua")));
        increaseRedisScript.setResultType(Long.class);
    }

2.添加库存到redis

注意点：在使用redis集群时，lua脚本中存在多个key时，可以通过hash tag这个方法将不同key的值落在同一个槽位上，hash tag 是通过{}这对括号括起来的字符串，如果下列中{fixed:" + data.getProductId() + "} 作为tag，确保同一个产品的信息都在同一个槽位。

 @Resource(name = "fixedCacheRedisTemplate")
    private RedisTemplate<String, Long> fixedCacheRedisTemplate;

public void ProductToOngoing(Product data, Long time) {
         //设置数量
            long number = data.getAvailableQty();
            fixedCacheRedisTemplate.opsForHash().putIfAbsent("{fixed:" + data.getProductId() + "}-residue_stock_" + data.getRecordId(),
                    "{fixed:" + data.getProductId() + "}-residueStock" , number);
            String statusKey = "fixed_product_sold_status_"+ data.getRecordId();
            long timeout = data.getEndTime() - data.getStartTime();
              //添加产品出售状态
            fixedCacheRedisTemplate.opsForValue().set(statusKey, 1L, data.getEndTime() - data.getStartTime(), TimeUnit.MILLISECONDS);

    }

3.下单&库存校验

//检查库存
public boolean checkFixedOrderQty(Long userId, Long productId, Long quantity, Long overTime) {
        Boolean pendingOrder = false;
        String userKey = "";
        try {
            //校验是否开始
            String statusKey = "fixed_product_sold_status_" + productId;
            Long fixedStartStatus = fixedCacheRedisTemplate.opsForValue().get(statusKey);
            if (fixedStartStatus == null || fixedStartStatus != 1L) {
                //报错返回，商品未开售
                throw new WebException(ResultCode.SALE_HAS_NOT_START);
            }
              //检查库存数量
            Long number = deductInventory(productId, quantity);
            if (number != 1L) {
                log.warn("availbale num is null:{} {}", productId, number);
                throw new WebException(ResultCode.AVAILABLE_AMOUNT_INSUFFICIENT);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            log.warn("checkFixedOrderQty error:{}", e.getMessage(), e);
            throw e;
        }
    }
//下单
 public void createOrder(Long userId, Long productId, BigDecimal price, Long quantity){
     boolean check = checkFixedOrderQty(userId, productId, quantity);
        try {
            if (check) {
                //添加MQ等待下单，后续收到推送的线程保存靠DB中
                CreateCoinOrderData data = new CreateCoinOrderData();
                data.setUserId(userId);
                data.setProductId(productId);
                data.setPrice(price);
                data.setQuantity(quantity);
                rabbitmqProducer.sendMessage(1, JSONObject.toJSONString(data));
            }
        } catch (Exception e) {
            //发生异常，库存需要回滚
            increaseInventory(recordId, quantity, 1L);
            throw e;
        }
 }
    //库存回填
    public Long increaseInventory(Long productId, Long num) {
        try {
            // 构建keys信息，代表hash值中所需要的key信息
            List<String> keys = Arrays.asList("{fixed:" + productId + "}-residue_stock_"+ recordId, "{fixed:" + productId + "}-residueStock");
            // 执行脚本
            Object result = fixedCacheRedisTemplate.execute(increaseRedisScript, keys, num);
            log.info("increaseInventory productId :{} num:{}  result:{}", productId, num, result);
            return (Long) result;
        } catch (Exception e) {
            log.warn("increaseInventory error productId:{}  num:{}", productId, num);
        }
        return 0L;

    }