Redis lua腳本解決搶購秒殺場景

介紹

秒殺搶購可以説是在分佈式環境下⼀個⾮常經典的案例，⾥邊有很多痛點：

​ 1.⾼併發: 時間極短、瞬間⽤户量⼤，⼀瞬間的⾼QPS把系統或數據庫直接打死，響應失敗，導致與這個系統耦合的系統也GG

目前秒殺的實現方案主要有兩種：

​ 2.超賣: 你只有⼀百件商品，由於是⾼併發的問題，導致超賣的情況

目前秒殺的實現方案主要有兩種：

​ 1.用redis 將搶購信息進行存儲。然後再慢慢消費。 同時，服務器給與用户快速響應。

​ 2.用mq實現，比如RabbitMQ，服務器將請求過來的數據先讓RabbitMQ存起來，然後再慢慢消費掉。

也可以結合redis與mq的方式，通過redis控制剩餘庫存，達到快速響應，將滿足條件的購買的訂單先讓RabbitMQ存起來，後續在慢慢消化。

整體流程:

1.服務器接收到了大量用户請求過來(1s 2000個請求)。比如傳了用户信息，產品信息，和購買數量信息。此時 服務器採用redis 的lua 腳本 去調用redis 中間件。lua 腳本的邏輯是減庫存，校驗庫存是否足夠。然後迅速給與服務器反饋（庫存是否夠，夠返回 1 ，不夠返回 0）。
2.服務器迅速給與用户的請求反饋。提示搶購成功.或者搶購失敗
3.搶購成功，將訂單信息放入MQ，其餘線程接受到MQ的信息後，將訂單信息存入DB中
4.後面客户就可以查詢 mysql 的訂單信息了。

代碼展示

架構採用springboot+redis+mysql+myBatis.

數據庫

CREATE TABLE `tb_product` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'id',
   `price` decimal(65,18) NOT NULL DEFAULT '0',
   `available_qty` bigint NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '發行數量',
  `title` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '',
   `end_time` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  `start_time` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  `created` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  `updated` bigint NOT NULL DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uq_product_id` (`product_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

pom依賴：

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>

lua 腳本:

1.減少庫存，校驗庫存是否充足

2.庫存數量回滾：

核心業務代碼展示

1.加載lua腳本

    private final static DefaultRedisScript<Long> deductRedisScript = new DefaultRedisScript();
    private final static DefaultRedisScript<Long> increaseRedisScript = new DefaultRedisScript();   
//加載lua腳本
    @PostConstruct
    void init() {
        //加載削減庫存lua腳本
        deductRedisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("redis/fixedDeductInventory.lua")));
        deductRedisScript.setResultType(Long.class);
        //加載庫存回滾lua腳本
        increaseRedisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("redis/fixedIncreaseInventory.lua")));
        increaseRedisScript.setResultType(Long.class);
    }

2.添加庫存到redis

注意點：在使用redis集羣時，lua腳本中存在多個key時，可以通過hash tag這個方法將不同key的值落在同一個槽位上，hash tag 是通過{}這對括號括起來的字符串，如果下列中{fixed:" + data.getProductId() + "} 作為tag，確保同一個產品的信息都在同一個槽位。

 @Resource(name = "fixedCacheRedisTemplate")
    private RedisTemplate<String, Long> fixedCacheRedisTemplate;

public void ProductToOngoing(Product data, Long time) {
         //設置數量
            long number = data.getAvailableQty();
            fixedCacheRedisTemplate.opsForHash().putIfAbsent("{fixed:" + data.getProductId() + "}-residue_stock_" + data.getRecordId(),
                    "{fixed:" + data.getProductId() + "}-residueStock" , number);
            String statusKey = "fixed_product_sold_status_"+ data.getRecordId();
            long timeout = data.getEndTime() - data.getStartTime();
              //添加產品出售狀態
            fixedCacheRedisTemplate.opsForValue().set(statusKey, 1L, data.getEndTime() - data.getStartTime(), TimeUnit.MILLISECONDS);

    }

3.下單&庫存校驗

//檢查庫存
public boolean checkFixedOrderQty(Long userId, Long productId, Long quantity, Long overTime) {
        Boolean pendingOrder = false;
        String userKey = "";
        try {
            //校驗是否開始
            String statusKey = "fixed_product_sold_status_" + productId;
            Long fixedStartStatus = fixedCacheRedisTemplate.opsForValue().get(statusKey);
            if (fixedStartStatus == null || fixedStartStatus != 1L) {
                //報錯返回，商品未開售
                throw new WebException(ResultCode.SALE_HAS_NOT_START);
            }
              //檢查庫存數量
            Long number = deductInventory(productId, quantity);
            if (number != 1L) {
                log.warn("availbale num is null:{} {}", productId, number);
                throw new WebException(ResultCode.AVAILABLE_AMOUNT_INSUFFICIENT);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            log.warn("checkFixedOrderQty error:{}", e.getMessage(), e);
            throw e;
        }
    }
//下單
 public void createOrder(Long userId, Long productId, BigDecimal price, Long quantity){
     boolean check = checkFixedOrderQty(userId, productId, quantity);
        try {
            if (check) {
                //添加MQ等待下單，後續收到推送的線程保存靠DB中
                CreateCoinOrderData data = new CreateCoinOrderData();
                data.setUserId(userId);
                data.setProductId(productId);
                data.setPrice(price);
                data.setQuantity(quantity);
                rabbitmqProducer.sendMessage(1, JSONObject.toJSONString(data));
            }
        } catch (Exception e) {
            //發生異常，庫存需要回滾
            increaseInventory(recordId, quantity, 1L);
            throw e;
        }
 }
    //庫存回填
    public Long increaseInventory(Long productId, Long num) {
        try {
            // 構建keys信息，代表hash值中所需要的key信息
            List<String> keys = Arrays.asList("{fixed:" + productId + "}-residue_stock_"+ recordId, "{fixed:" + productId + "}-residueStock");
            // 執行腳本
            Object result = fixedCacheRedisTemplate.execute(increaseRedisScript, keys, num);
            log.info("increaseInventory productId :{} num:{}  result:{}", productId, num, result);
            return (Long) result;
        } catch (Exception e) {
            log.warn("increaseInventory error productId:{}  num:{}", productId, num);
        }
        return 0L;

    }