秒殺系統如何保證資料庫不崩潰以及防止商品超賣

1、應用場景

電商商城，商家上架了一個秒殺活動，早上10點開始，商品A參與秒殺，一共有20個庫存，預計10W的人去搶。

2、面臨問題

高並行、庫存不可超賣

3、問題解決

1）高並行，我們不能把所有的請求都去資料庫查商品詳情，查商品庫存，這樣資料庫會頂不住，很容易的我們就想到了用Redis解決；

2）庫存超賣問題，這個問題主要是由於使用者在同時讀取到的庫存均為大於0，從而認為我們該商品還沒被秒完，繼續建立了訂單，導致了商品超賣了。　

4、編碼實現　　

1、資料庫新建兩張表

秒殺訂單

CREATE TABLE `ms_order` (
  `ms_order_id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '訂單ID',
  `created_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '建立時間',
  `order_price` decimal(12,2) DEFAULT NULL COMMENT '訂單總價',
  `state` tinyint(1) DEFAULT '1' COMMENT '訂單狀態 1未支付 2已支付 3已發貨 4已收貨 -1已取消',
  `pay_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '支付時間',
  `fh_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '發貨時間',
  PRIMARY KEY (`ms_order_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='秒殺訂單';

秒殺商品

CREATE TABLE `ms_product` (
  `ms_product_id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '秒殺商品ID',
  `product_name` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '商品名稱',
  `origin_price` decimal(12,2) DEFAULT NULL COMMENT '商品原價',
  `ms_price` decimal(12,2) DEFAULT NULL COMMENT '秒殺價',
  `product_img` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '商品圖片',
  `state` tinyint(1) DEFAULT NULL COMMENT '商品狀態 1已上架 -1已下架',
  `product_summary` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '商品描述',
  `product_details` text COMMENT '商品詳情',

 PRIMARY KEY (`ms_product_id`) 
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='秒殺商品';

2、設定商品庫存，正式的流程肯定是由後臺新增商品時初始化，這邊為了方便，直接用Redis視覺化工具插入了商品，秒殺商品ID為1的設定20個庫存，同時資料庫也要設定20個庫存，利於我們分析扣減庫存是否一致

3、敲程式碼

1）寫一個下單介面

@PostMapping(value = "/add")
    public ResultMsg add(HttpServletRequest request, MsOrder msOrder,Long ms_product_id) {
        String interfaceName = "下單測試";
        try {
            User user = getUser();
            return new ResultMsg(true, msOrderService.insert(msOrder, user,ms_product_id));
        } catch (ServiceRuntimeException e) {
            return fail(e);
        } catch (Exception e) {
            return error(interfaceName, e, request);
        }
    }

2）邏輯處理

利用lua指令碼減庫存，lua指令碼如下

local isExist = redis.call('exists', KEYS[1]);
if (tonumber(isExist) > 0) then
    local goodsNumber = redis.call('get', KEYS[1]);
    if (tonumber(goodsNumber) > 0) then
        redis.call('decr',KEYS[1]);
        return 1;
    else
        redis.call('del', KEYS[1]);
        return 0;
        end;
else
return -1;
end;

lua設定類

@Configuration
public class LuaConfiguration {
    @Bean
    public DefaultRedisScript<Long> redisScript() {
        DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("script/Stock.lua")));
        redisScript.setResultType(Long.class);
        return redisScript;
    }

}

扣減Redis中對應的商品庫存

@Component
public class LuaReduceStock {

    @Resource
    private DefaultRedisScript<Long> redisScript;
    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    /**
     * 減庫存
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean reduceStock(String key){
        List<String> keys = new ArrayList<>();
        keys.add(key);

        Long result = stringRedisTemplate.execute(redisScript,keys,"100");
        return result  > 0;
    }
}

業務處理

public boolean insert(MsOrder msOrder, User user,Long ms_product_id){
        Assert.notNull(ms_product_id,"購買商品不能為空");

        boolean b = luaReduceStock.reduceStock(RedisConstants.MSSTOCK+ms_product_id);
        if(b){
            //最終搶到庫存的使用者，可以傳送一條訊息到佇列中，進行非同步下單扣減庫存等。
            Map map = new HashMap();
            map.put("ms_product_id",ms_product_id);
            amqpTemplate.convertAndSend(RabbitConstants.MS_QUEUE,map);
            return true;
        }else{
            serviceError("手慢了，商品已被搶光啦！！！");
        }
        return true;
    }

非同步下單，扣減庫存

@Component
@RabbitListener(queues = RabbitConstants.MS_QUEUE)
public class MsOrderHandler {


    @Autowired
    MsProductService msProductService;
    @Resource
    MsProductMapper msProductMapper;
    @Resource
    MsOrderMapper msOrderMapper;

    @RabbitHandler
    public void send(Map map){
        try{
            Long ms_product_id = Long.valueOf(map.get("ms_product_id").toString());
            MsProductDTO msProductDTO = msProductService.findById(ms_product_id);
            MsOrder msOrder = new MsOrder();
            msOrder.setCreated_time(new Date());
            msOrder.setOrder_price(msProductDTO.getMs_price());
            msOrder.setState(1);
            msOrderMapper.insert(msOrder);

            MsProduct msProduct = new MsProduct();
            msProduct.setStock(-1);
            msProduct.setMs_product_id(ms_product_id);
            msProductMapper.updateStock(msProduct);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

5、jmeter測試

檢視執行結果，生成了20條訂單，並且秒殺商品1的庫存減為了0，大功告成！！！

6、總結

使用Lua指令碼呼叫redis，可以確保操作的原子性，很好地避免了庫存超賣的問題，並且保證了系統的效能，減少網路開銷。