PHP和Redis實(shí)現(xiàn)在高并發(fā)下的搶購及秒殺功能示例詳解

搶購订讼、秒殺是平常很常見的場(chǎng)景髓窜,面試的時(shí)候面試官也經(jīng)常會(huì)問到,比如問你淘寶中的搶購秒殺是怎么實(shí)現(xiàn)的等等欺殿。

搶購寄纵、秒殺實(shí)現(xiàn)很簡單,但是有些問題需要解決脖苏,主要針對(duì)兩個(gè)問題:

一程拭、高并發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的壓力

二、競(jìng)爭狀態(tài)下如何解決庫存的正確減少("超賣"問題)

第一個(gè)問題棍潘,對(duì)于PHP來說很簡單恃鞋,用緩存技術(shù)就可以緩解數(shù)據(jù)庫壓力,比如memcache蜒谤,redis等緩存技術(shù)山宾。
第二個(gè)問題就比較復(fù)雜點(diǎn):

常規(guī)寫法:
查詢出對(duì)應(yīng)商品的庫存,看是否大于0鳍徽,然后執(zhí)行生成訂單等操作,但是在判斷庫存是否大于0處敢课,如果在高并發(fā)下就會(huì)有問題阶祭,導(dǎo)致庫存量出現(xiàn)負(fù)數(shù)。

<?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
//庫存是否大于0
$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
//解鎖 此時(shí)ih_store數(shù)據(jù)中g(shù)oods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的數(shù)據(jù)被鎖住(注3)直秆,其它事務(wù)必須等待此次事務(wù) 提交后才能執(zhí)行
$rs=mysql_query($sql,$conn);
$row=mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//高并發(fā)下會(huì)導(dǎo)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(xiàn)這種情況怎么辦呢濒募?來看幾種優(yōu)化方法:

優(yōu)化方案1:將庫存字段number字段設(shè)為unsigned,當(dāng)庫存為0時(shí)圾结,因?yàn)樽侄尾荒転樨?fù)數(shù)瑰剃,將會(huì)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');6 
}

優(yōu)化方案2:使用MySQL的事務(wù),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(hào)
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
//庫存是否大于0
mysql_query("BEGIN");   //開始事務(wù)
$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此時(shí)這條記錄被鎖住,其它事務(wù)必須等待此次事務(wù)提交后才能執(zhí)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(wù)提交即解鎖
    }else{
        insertLog('庫存減少失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
    mysql_query("ROLLBACK");
}

優(yōu)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(hào)
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(tǒng)繁忙筝野,請(qǐng)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){//庫存是否大于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(yōu)化方案4:使用redis隊(duì)列晌姚,因?yàn)閜op操作是原子的,即使有很多用戶同時(shí)到達(dá)歇竟,也是依次執(zhí)行挥唠,推薦使用(mysql事務(wù)在高并發(fā)下性能下降很厲害,文件鎖的方式也是)

先將商品庫存如隊(duì)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');

搶購焕议、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(hào)
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(duì)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并發(fā)下的搶購宝磨,真實(shí)場(chǎng)景要比這復(fù)雜很多,很多注意的地方,如搶購頁面做成靜態(tài)的唤锉,通過ajax調(diào)用接口世囊。

再如上面的會(huì)導(dǎo)致一個(gè)用戶搶多個(gè),思路:
需要一個(gè)排隊(duì)隊(duì)列和搶購結(jié)果隊(duì)列及庫存隊(duì)列窿祥。高并發(fā)情況株憾,先將用戶進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列,用一個(gè)線程循環(huán)處理從排隊(duì)隊(duì)列取出一個(gè)用戶壁肋,判斷用戶是否已在搶購結(jié)果隊(duì)列号胚,如果在,則已搶購浸遗,否則未搶購猫胁,庫存減1,寫數(shù)據(jù)庫跛锌,將用戶入結(jié)果隊(duì)列弃秆。

數(shù)據(jù)表

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