利用redis + lua解决抢红包高并发的问题_python lua redis 红包-优快云博客

抢红包的需求分析

抢红包的场景有点像秒杀，但是要比秒杀简单点。
因为秒杀通常要和库存相关。而抢红包则可以允许有些红包没有被抢到，因为发红包的人不会有损失，没抢完的钱再退回给发红包的人即可。
另外像小米这样的抢购也要比淘宝的要简单，也是因为像小米这样是一个公司的，如果有少量没有抢到，则下次再抢，人工修复下数据是很简单的事。而像淘宝这么多商品，要是每一个都存在着修复数据的风险，那如果出故障了则很麻烦。

淘宝的专家丁奇有个文章有写到淘宝是如何应对秒杀的：《秒杀场景下MySQL的低效–原因和改进》

http://blog.nosqlfan.com/html/4209.html

基于redis的抢红包方案

下面介绍一种基于redis的抢红包方案。

把原始的红包称为大红包，拆分后的红包称为小红包。

1.小红包预先生成，插到数据库里，红包对应的用户ID是null。生成算法见另一篇blog：http://blog.youkuaiyun.com/hengyunabc/article/details/19177877

2.每个大红包对应两个redis队列，一个是未消费红包队列，另一个是已消费红包队列。开始时，把未抢的小红包全放到未消费红包队列里。

未消费红包队列里是json字符串，如{userId:'789', money:'300'}。

3.在redis中用一个map来过滤已抢到红包的用户。

4.抢红包时，先判断用户是否抢过红包，如果没有，则从未消费红包队列中取出一个小红包，再push到另一个已消费队列中，最后把用户ID放入去重的map中。

5.用一个单线程批量把已消费队列里的红包取出来，再批量update红包的用户ID到数据库里。

上面的流程是很清楚的，但是在第4步时，如果是用户快速点了两次，或者开了两个浏览器来抢红包，会不会有可能用户抢到了两个红包？

为了解决这个问题，采用了lua脚本方式，让第4步整个过程是原子性地执行。

下面是在redis上执行的Lua脚本：

[plain]view plaincopy 
    
 -- 函数：尝试获得红包，如果成功，则返回json字符串，如果不成功，则返回空  
 -- 参数：红包队列名， 已消费的队列名，去重的Map名，用户ID  
 -- 返回值：nil 或者 json字符串，包含用户ID：userId，红包ID：id，红包金额：money  
   
 -- 如果用户已抢过红包，则返回nil  
 if redis.call('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then  
   return nil  
 else  
   -- 先取出一个小红包  
   local hongBao = redis.call('rpop', KEYS[1]);  
   if hongBao then  
     local x = cjson.decode(hongBao);  
     -- 加入用户ID信息  
     x['userId'] = KEYS[4];  
     local re = cjson.encode(x);  
     -- 把用户ID放到去重的set里  
     redis.call('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);  
     -- 把红包放到已消费队列里  
     redis.call('lpush', KEYS[2], re);  
     return re;  
   end  
 end  
 return nil  

下面是测试代码：

[java]view plaincopy 
    
 public class TestEval {  
     static String host = "localhost";  
     static int honBaoCount = 1_0_0000;  
       
     static int threadCount = 20;  
       
     static String hongBaoList = "hongBaoList";  
     static String hongBaoConsumedList = "hongBaoConsumedList";  
     static String hongBaoConsumedMap = "hongBaoConsumedMap";  
       
     static Random random = new Random();  
       
 //  -- 函数：尝试获得红包，如果成功，则返回json字符串，如果不成功，则返回空  
 //  -- 参数：红包队列名， 已消费的队列名，去重的Map名，用户ID  
 //  -- 返回值：nil 或者 json字符串，包含用户ID：userId，红包ID：id，红包金额：money  
     static String tryGetHongBaoScript =   
 //          "local bConsumed = redis.call('hexists', KEYS[3], KEYS[4]);\n"  
 //          + "print('bConsumed:' ,bConsumed);\n"  
             "if redis.call('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then\n"  
             + "return nil\n"  
             + "else\n"  
             + "local hongBao = redis.call('rpop', KEYS[1]);\n"  
 //          + "print('hongBao:', hongBao);\n"  
             + "if hongBao then\n"  
             + "local x = cjson.decode(hongBao);\n"  
             + "x['userId'] = KEYS[4];\n"  
             + "local re = cjson.encode(x);\n"  
             + "redis.call('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);\n"  
             + "redis.call('lpush', KEYS[2], re);\n"  
             + "return re;\n"  
             + "end\n"  
             + "end\n"  
             + "return nil";  
     static StopWatch watch = new StopWatch();  
       
     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
 //      testEval();  
         generateTestData();  
         testTryGetHongBao();  
     }  
       
     static public void generateTestData() throws InterruptedException {  
         Jedis jedis = new Jedis(host);  
         jedis.flushAll();  
         final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);  
         for(int i = 0; i < threadCount; ++i) {  
             final int temp = i;  
             Thread thread = new Thread() {  
                 public void run() {  
                     Jedis jedis = new Jedis(host);  
                     int per = honBaoCount/threadCount;  
                     JSONObject object = new JSONObject();  
                     for(int j = temp * per; j < (temp+1) * per; j++) {  
                         object.put("id", j);  
                         object.put("money", j);  
                         jedis.lpush(hongBaoList, object.toJSONString());  
                     }  
                     latch.countDown();  
                 }  
             };  
             thread.start();  
         }  
         latch.await();  
     }  
       
     static public void testTryGetHongBao() throws InterruptedException {  
         final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);  
         System.err.println("start:" + System.currentTimeMillis()/1000);  
         watch.start();  
         for(int i = 0; i < threadCount; ++i) {  
             final int temp = i;  
             Thread thread = new Thread() {  
                 public void run() {  
                     Jedis jedis = new Jedis(host);  
                     String sha = jedis.scriptLoad(tryGetHongBaoScript);  
                     int j = honBaoCount/threadCount * temp;  
                     while(true) {  
                         Object object = jedis.eval(tryGetHongBaoScript, 4, hongBaoList, hongBaoConsumedList, hongBaoConsumedMap, "" + j);  
                         j++;  
                         if (object != null) {  
 //                          System.out.println("get hongBao:" + object);  
                         }else {  
                             //已经取完了  
                             if(jedis.llen(hongBaoList) == 0)  
                                 break;  
                         }  
                     }  
                     latch.countDown();  
                 }  
             };  
             thread.start();  
         }  
           
         latch.await();  
         watch.stop();  
           
         System.err.println("time:" + watch.getTotalTimeSeconds());  
         System.err.println("speed:" + honBaoCount/watch.getTotalTimeSeconds());  
         System.err.println("end:" + System.currentTimeMillis()/1000);  
     }  
 }  