PHP和Redis实现在高并发下的抢购及秒杀功能示例详解

最新推荐文章于 2023-08-04 11:17:29 发布
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分类专栏： redis
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本文探讨了抢购、秒杀场景下常见的技术挑战，包括高并发下的数据库压力与库存同步问题。介绍了四种优化方案，涉及缓存技术、MySQL事务、非阻塞文件锁及Redis队列，旨在提供稳定高效的解决方案。

抢购、秒杀是平常很常见的场景，面试的时候面试官也经常会问到，比如问你淘宝中的抢购秒杀是怎么实现的等等。

抢购、秒杀实现很简单，但是有些问题需要解决，主要针对两个问题：

一、高并发对数据库产生的压力
二、竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）

第一个问题，对于PHP来说很简单，用缓存技术就可以缓解数据库压力，比如memcache，redis等缓存技术。
第二个问题就比较复杂点：

常规写法：
查询出对应商品的库存，看是否大于0，然后执行生成订单等操作，但是在判断库存是否大于0处，如果在高并发下就会有问题，导致库存量出现负数。

<?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;

  

//生成唯一订单

function build_order_no(){

  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);

}

//记录日志

function insertLog($event,$type=0){

    global $conn;

    $sql="insert into ih_log(event,type)

    values('$event','$type')";

    mysql_query($sql,$conn);

}

  

//模拟下单操作

//库存是否大于0

$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";

//解锁 此时ih_store数据中goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的数据被锁住(注3)，其它事务必须等待此次事务 提交后才能执行

$rs=mysql_query($sql,$conn);

$row=mysql_fetch_assoc($rs);

if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖

    $order_sn=build_order_no();

    //生成订单

    $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);

      

    //库存减少

    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";

    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);

    if(mysql_affected_rows()){

        insertLog('库存减少成功');

    }else{

        insertLog('库存减少失败');

    }

}else{

    insertLog('库存不够');

}

出现这种情况怎么办呢？来看几种优化方法：

优化方案1：将库存字段number字段设为unsigned，当库存为0时，因为字段不能为负数，将会返回false

//库存减少

$sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";

$store_rs=mysql_query($sql,$conn);

if(mysql_affected_rows()){

insertLog('库存减少成功');6 }

复制代码

优化方案2：使用MySQL的事务，锁住操作的行

<?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;

  

//生成唯一订单号

function build_order_no(){

  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);

}

//记录日志

function insertLog($event,$type=0){

    global $conn;

    $sql="insert into ih_log(event,type)

    values('$event','$type')";

    mysql_query($sql,$conn);

}

  

//模拟下单操作

//库存是否大于0

mysql_query("BEGIN");   //开始事务

$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此时这条记录被锁住,其它事务必须等待此次事务提交后才能执行

$rs=mysql_query($sql,$conn);

$row=mysql_fetch_assoc($rs);

if($row['number']>0){

    //生成订单

    $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);

      

    //库存减少

    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";

    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);

    if(mysql_affected_rows()){

        insertLog('库存减少成功');

        mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁

    }else{

        insertLog('库存减少失败');

    }

}else{

    insertLog('库存不够');

    mysql_query("ROLLBACK");

}

优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁

<?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;

  

//生成唯一订单号

function build_order_no(){

  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);

}

//记录日志

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 "系统繁忙，请稍后再试";

    return;

}

//下单

$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";

$rs=mysql_query($sql,$conn);

$row=mysql_fetch_assoc($rs);

if($row['number']>0){//库存是否大于0

    //模拟下单操作

    $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);

      

    //库存减少

    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";

    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);

    if(mysql_affected_rows()){

        insertLog('库存减少成功');

        flock($fp,LOCK_UN);//释放锁

    }else{

        insertLog('库存减少失败');

    }

}else{

    insertLog('库存不够');

}

fclose($fp);

优化方案4：使用redis队列，因为pop操作是原子的，即使有很多用户同时到达，也是依次执行，推荐使用（mysql事务在高并发下性能下降很厉害，文件锁的方式也是）
先将商品库存如队列

<?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');

抢购、描述逻辑

<?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;

  

//生成唯一订单号

function build_order_no(){

  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);

}

//记录日志

function insertLog($event,$type=0){

    global $conn;

    $sql="insert into ih_log(event,type)

    values('$event','$type')";

    mysql_query($sql,$conn);

}

  

//模拟下单操作

//下单前判断redis队列库存量

$redis=new Redis();

$result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);

$count=$redis->lpop('goods_store');

if(!$count){

    insertLog('error:no store redis');

    return;

}

  

//生成订单

$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);

  

//库存减少

$sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";

$store_rs=mysql_query($sql,$conn);

if(mysql_affected_rows()){

    insertLog('库存减少成功');

}else{

    insertLog('库存减少失败');

}

上述只是简单模拟高并发下的抢购，真实场景要比这复杂很多，很多注意的地方，如抢购页面做成静态的，通过ajax调用接口。

再如上面的会导致一个用户抢多个，思路：
需要一个排队队列和抢购结果队列及库存队列。高并发情况，先将用户进入排队队列，用一个线程循环处理从排队队列取出一个用户，判断用户是否已在抢购结果队列，如果在，则已抢购，否则未抢购，库存减1，写数据库，将用户入结果队列。
我之间做商城项目的时候，在秒杀这一块我直接用的redis，这段时间看了看上面的几种方法，虽然各有不同，但是实现目的都一样的，各位自己选择，开心就好。

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