PHP高並行範例詳解之解決商品庫存超賣問題
2022-04-06 13:01:17
推薦學習：《》
商城系統中，搶購和秒殺是很常見的行銷場景，在一定時間內有大量的使用者存取商場下單，主要需要解決的問題有兩個：
高並行對資料庫產生的壓力；
競爭狀態下如何解決商品庫存超賣；
高並行對資料庫產生的壓力
對於第一個問題，使用快取來處理，避免直接運算元據庫，例如使用 Redis。
競爭狀態下如何解決商品庫存超賣
對於第二個問題，需要重點說明。
常規寫法：查詢出對應商品的庫存，判斷庫存數量否大於 0，然後執行生成訂單等操作，但是在判斷庫存是否大於 0 處，如果在高並行下就會有問題，導致庫存量出現負數。
測試表 sql
把如下表資料匯入到資料庫中
/*
Navicat MySQL Data Transfer
Source Server : 01 本地localhost
Source Server Version : 50553
Source Host : localhost:3306
Source Database : test
Target Server Type : MYSQL
Target Server Version : 50553
File Encoding : 65001
Date: 2020-11-06 14:31:35
*/
SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;
-- ----------------------------
-- Table structure for products
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `products`;
CREATE TABLE `products` (
`id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
`title` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '貨品名稱',
`store` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '貨品庫存',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='貨品表';
-- ----------------------------
-- Records of products
-- ----------------------------
INSERT INTO `products` VALUES ('1', '稻花香大米', '20');
-- ----------------------------
-- Table structure for order_log
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `order_log`;
CREATE TABLE `order_log` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`content` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '紀錄檔內容',
`c_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1;
-- ----------------------------
-- Table structure for order
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `order`;
CREATE TABLE `order` (
`oid` bigint(20) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '訂單號',
`product_id` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '商品ID',
`number` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '購買數量',
`c_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
PRIMARY KEY (`oid`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1 COMMENT='訂單表';下單處理程式碼
<?php
db();
global $con;
//step1 接收下單引數
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
//step2 查詢商品資訊
$sql = "select * from products where id={$product_id}";
$result = mysqli_query($con, $sql);
$row = mysqli_fetch_assoc($result);
//step3 判斷商品下單數量是否大於商品庫存數量
//此處在高並行下，可能出現上一個下單後還沒來得及更新庫存，下一個下單判斷庫存數不是最新的庫存
if ($row['store'] > 0) {
sleep(1);
//step4 更新商品庫存數量（減去下單數量）
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "更新成功";
//step5 生成訂單號建立訂單
$oid = build_order_no();
create_order($oid, $product_id, $buy_num);
insertLog('庫存減少成功，下單成功');
} else {
echo "更新失敗";
insertLog('庫存減少失敗');
}
} else {
echo "沒有庫存";
insertLog('庫存不夠');
}
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}
/**
* 生成唯一訂單號
*/
function build_order_no()
{
return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);
}
function create_order($oid, $product_id, $number)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";
mysqli_query($con, $sql);
}
/**
* 記錄紀錄檔
*/
function insertLog($content)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";
mysqli_query($con, $sql);
}將庫存欄位欄位設為 unsigned
因為庫存欄位不能為負數，在下單後更新商品庫存時，如果出現負數將返回 false
<?php
db();
global $con;
//step1 接收下單引數
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
//step2 查詢商品資訊
$sql = "select * from products where id={$product_id} for UPDATE";//利用for update 開啟行鎖
$result = mysqli_query($con, $sql);
$row = mysqli_fetch_assoc($result);
//step3 判斷商品下單數量是否大於商品庫存數量
if ($row['store'] > 0) {
sleep(1);
//step4 更新商品庫存數量（減去下單數量）
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "更新成功";
//step5 生成訂單號建立訂單
$oid = build_order_no();
create_order($oid, $product_id, $buy_num);
insertLog('庫存減少成功，下單成功');
} else {
// 如果出現負數將返回false
echo "更新失敗";
insertLog('庫存減少失敗');
}
} else {
//商品已經搶購完
echo "沒有庫存";
insertLog('庫存不夠');
}
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}
/**
* 生成唯一訂單號
*/
function build_order_no()
{
return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);
}
function create_order($oid, $product_id, $number)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";
mysqli_query($con, $sql);
}
/**
* 記錄紀錄檔
*/
function insertLog($content)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";
mysqli_query($con, $sql);
}使用 mysql 的事務，鎖住操作的行
在下單處理過程中，使用 mysql 的事務將正在下單商品行資料鎖定
<?php
db();
global $con;
//step1 接收下單引數
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
mysqli_query($con, "BEGIN"); //開始事務
//step2 查詢商品資訊
$sql = "select * from products where id={$product_id} for UPDATE";//利用for update 開啟行鎖
$result = mysqli_query($con, $sql);
$row = mysqli_fetch_assoc($result);
//step3 判斷商品下單數量是否大於商品庫存數量
if ($row['store'] > 0) {
sleep(1);
//step4 更新商品庫存數量（減去下單數量）
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "更新成功";
//step5 生成訂單號建立訂單
$oid = build_order_no();
create_order($oid, $product_id, $buy_num);
insertLog('庫存減少成功，下單成功');
mysqli_query($con, "COMMIT");//事務提交即解鎖
} else {
echo "更新失敗";
insertLog('庫存減少失敗');
mysqli_query($con, "ROLLBACK");//事務回滾即解鎖
}
} else {
//商品已經搶購完
echo "沒有庫存";
insertLog('庫存不夠');
mysqli_query($con, "ROLLBACK");//事務回滾即解鎖
}
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}
/**
* 生成唯一訂單號
*/
function build_order_no()
{
return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);
}
function create_order($oid, $product_id, $number)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";
mysqli_query($con, $sql);
}
/**
* 記錄紀錄檔
*/
function insertLog($content)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";
mysqli_query($con, $sql);
}使用非阻塞的檔案排他鎖
在處理下單請求的時候，用 flock 鎖定一個檔案，如果鎖定失敗說明有其他訂單正在處理，此時要麼等待要麼直接提示使用者」 伺服器繁忙」，計數器儲存搶購的商品數量，避免查詢資料庫。
阻塞 (等待) 模式：並行時，當有第二個使用者請求時，會等待第一個使用者請求完成、釋放鎖，獲得檔案鎖之後，程式才會繼續執行下去。
<?php
db();
global $con;
//step1 接收下單引數
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
$fp = fopen('lock.txt', 'w');
if (flock($fp, LOCK_EX)) { //檔案獨佔鎖,阻塞
//step2 查詢商品資訊
$sql = "select * from products where id={$product_id}";
$result = mysqli_query($con, $sql);
$row = mysqli_fetch_assoc($result);
//step3 判斷商品下單數量是否大於商品庫存數量
if ($row['store'] > 0) {
//處理訂單
sleep(1);
//step4 更新商品庫存數量（減去下單數量）
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "更新成功";
//step5 生成訂單號建立訂單
$oid = build_order_no();
create_order($oid, $product_id, $buy_num);
insertLog('庫存減少成功，下單成功');
} else {
echo "更新失敗";
insertLog('庫存減少失敗');
}
} else {
//商品已經搶購完
echo "沒有庫存";
insertLog('庫存不夠');
}
flock($fp, LOCK_UN); //釋放鎖
}
fclose($fp);
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}
/**
* 生成唯一訂單號
*/
function build_order_no()
{
return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);
}
function create_order($oid, $product_id, $number)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";
mysqli_query($con, $sql);
}
/**
* 記錄紀錄檔
*/
function insertLog($content)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";
mysqli_query($con, $sql);
}非阻塞模式：並行時，第一個使用者請求，拿得檔案鎖之後。後面請求的使用者直接返回系統繁忙，請稍後再試
<?php
db();
global $con;
//step1 接收下單引數
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
$fp = fopen('lock.txt', 'w');
if (flock($fp, LOCK_EX|LOCK_NB)) { //檔案獨佔鎖,非阻塞
//step2 查詢商品資訊
$sql = "select * from products where id={$product_id}";
$result = mysqli_query($con, $sql);
$row = mysqli_fetch_assoc($result);
//step3 判斷商品下單數量是否大於商品庫存數量
if ($row['store'] > 0) {
//處理訂單
sleep(1);
//step4 更新商品庫存數量（減去下單數量）
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "更新成功";
//step5 生成訂單號建立訂單
$oid = build_order_no();
create_order($oid, $product_id, $buy_num);
insertLog('庫存減少成功，下單成功');
} else {
echo "更新失敗";
insertLog('庫存減少失敗');
}
} else {
//商品已經搶購完
echo "沒有庫存";
insertLog('庫存不夠');
}
flock($fp, LOCK_UN); //釋放鎖
} else {
//系統繁忙，請稍後再試
echo "系統繁忙，請稍後再試";
insertLog('系統繁忙，請稍後再試');
}
fclose($fp);
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}
/**
* 生成唯一訂單號
*/
function build_order_no()
{
return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);
}
function create_order($oid, $product_id, $number)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";
mysqli_query($con, $sql);
}
/**
* 記錄紀錄檔
*/
function insertLog($content)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";
mysqli_query($con, $sql);
}因為 pop 操作是原子的，即使有很多使用者同時到達，也是依次執行，推薦使用
mysql 事務在高並行下效能下降很厲害，檔案鎖的方式也是
先將商品庫存到 redis 佇列
<?php
db();
global $con;
// 查詢商品資訊
$product_id = 1;
$sql = "select * from products where id={$product_id}";
$result = mysqli_query($con, $sql);
$row = mysqli_fetch_assoc($result);
$store = $row['store'];
// 獲取商品在redis快取的庫存
$redis = new Redis();
$result = $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$key = 'goods_store_' . $product_id;
$res = $redis->llen($key);
$count = $store - $res;
for ($i=0; $i<$count; $i++) {
$redis->lpush($key, 1);
}
echo $redis->llen($key);
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}2. 搶購、秒殺邏輯
<?php
db();
global $con;
//step1 接收下單引數
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
//step2 下單前判斷redis佇列庫存量
$redis = new Redis();
$result = $redis->connect('127.0.0.1',6379);
$count = $redis->lpop('goods_store_' . $product_id);
if (!$count) {
insertLog('error:no store redis');
return '秒殺結束，沒有商品庫存了';
}
sleep(1);
//step3 更新商品庫存數量（減去下單數量）
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "更新成功";
//step4 生成訂單號建立訂單
$oid = build_order_no();
create_order($oid, $product_id, $buy_num);
insertLog('庫存減少成功，下單成功');
} else {
echo "更新失敗";
insertLog('庫存減少失敗');
}
function db()
{
global $con;
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
}
/**
* 生成唯一訂單號
*/
function build_order_no()
{
return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);
}
function create_order($oid, $product_id, $number)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";
mysqli_query($con, $sql);
}
/**
* 記錄紀錄檔
*/
function insertLog($content)
{
global $con;
$sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";
mysqli_query($con, $sql);
}redis 樂觀鎖防止超賣
<?php
$redis =new Redis();
$redis->connect("127.0.0.1", 6379);
$redis->watch('sales');//樂觀鎖 監視作用 set() 初始值0
$sales = $redis->get('sales');
$n = 20;// 庫存
if ($sales >= $n) {
exit('秒殺結束');
}
//redis開啟事務
$redis->multi();
$redis->incr('sales'); //將 key 中儲存的數位值增一 ,如果 key 不存在，那麼 key 的值會先被初始化為 0 ，然後再執行 INCR 操作。
$res = $redis->exec(); //成功1 失敗0
if ($res) {
//秒殺成功
$con = new mysqli('localhost','root','root','test');
if (!$con) {
echo "資料庫連線失敗";
}
$product_id = 1;// 商品ID
$buy_num = 1;// 購買數量
sleep(1);
$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";
if (mysqli_query($con, $sql)) {
echo "秒殺完成";
}
} else {
exit('搶購失敗');
}推薦學習：《》
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