Redis實戰(zhàn)之Redis實現(xiàn)異步秒殺優(yōu)化詳解

更新時間：2023年09月14日 09:08:31 作者：明礬java

這篇文章主要給大家介紹了Redis實戰(zhàn)之Redis實現(xiàn)異步秒殺優(yōu)化方法,文章通過圖片和代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或工作有一定的幫助,感興趣的同學(xué)可以自己動手試一下

秒殺優(yōu)化-異步秒殺思路

未優(yōu)化的思路

當(dāng)用戶發(fā)起請求，此時會請求nginx，nginx會訪問到tomcat，而tomcat中的程序，會進行串行操作，分成如下幾個步驟

1、查詢優(yōu)惠卷

2、判斷秒殺庫存是否足夠

3、查詢訂單

4、校驗是否是一人一單

5、扣減庫存

6、創(chuàng)建訂單

在這六步操作中，又有很多操作是要去操作數(shù)據(jù)庫的，而且還是一個線程串行執(zhí)行，這樣就會導(dǎo)致我們的程序執(zhí)行的很慢

優(yōu)化方案

我們將耗時比較短的邏輯判斷放入到redis中，比如是否庫存足夠，比如是否一人一單，這樣的操作，只要這種邏輯可以完成，就意味著我們是一定可以下單完成的，我們只需要進行快速的邏輯判斷，根本就不用等下單邏輯走完，我們直接給用戶返回成功，再在后臺開一個線程，后臺線程慢慢的去執(zhí)行queue里邊的消息，即不追求時效性，讓用戶先成功下單，后續(xù)再完善數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

整體思路

用戶下單之后，判斷庫存是否充足只需要到redis中去根據(jù)key找對應(yīng)的value是否大于0即可，如果不充足，則直接結(jié)束，如果充足，繼續(xù)在redis中判斷用戶是否可以下單，如果set集合中沒有這條數(shù)據(jù)，說明他可以下單，如果set集合中沒有這條記錄，則將userId和優(yōu)惠卷存入到redis中，并且返回0，整個過程需要保證是原子性的，我們可以使用lua來操作

當(dāng)以上判斷邏輯走完之后，我們可以判斷當(dāng)前redis中返回的結(jié)果是否是0 ，如果是0，則表示可以下單，則將之前說的信息存入到到queue中去，然后返回，然后再來個線程異步的下單，前端可以通過返回的訂單id來判斷是否下單成功。

難點

怎么在redis中去快速校驗一人一單，還有庫存判斷
由于我們校驗和tomct下單是兩個線程，那么我們?nèi)绾沃赖降啄膫€單他最后是否成功，或者是下單完成，為了完成這件事我們在redis操作完之后，我們會將一些信息返回給前端，同時也會把這些信息丟到異步queue中去，后續(xù)操作中，可以通過這個id來查詢我們tomcat中的下單邏輯是否完成了。

代碼實現(xiàn)

需求：

新增秒殺優(yōu)惠券的同時，將優(yōu)惠券信息，優(yōu)惠券id和庫存信息保存到Redis中
基于Lua腳本，判斷秒殺庫存、一人一單，決定用戶是否搶購成功
如果搶購成功，將優(yōu)惠券id和用戶id封裝后存入阻塞隊列
開啟線程任務(wù)，不斷從阻塞隊列中獲取信息，實現(xiàn)異步下單功能

新增優(yōu)惠券，將優(yōu)惠券信息入庫并寫入redis

@Override
    @Transactional
    public void addSeckillVoucher(Voucher voucher) {
        // 保存優(yōu)惠券
        save(voucher);
        // 保存秒殺信息
        SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher();
        seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId());
        seckillVoucher.setStock(voucher.getStock());
        seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime());
        seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime());
        seckillVoucherService.save(seckillVoucher);
//存入redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(), voucher.getStock().toString());
    }

判斷秒殺庫存、一人一單，決定用戶是否搶購成功，考慮到操作的原子性，采用lua腳本完成這一連串的操作

---
--- Generated by EmmyLua(https://github.com/EmmyLua)
--- Created by Lenovo.
--- DateTime: 2023/9/5 20:57
---
-- 1.參數(shù)列表
-- 1.1.優(yōu)惠券id
local voucherId = ARGV[1]
-- 1.2.用戶id
local userId = ARGV[2]
---- 1.3.訂單id
local orderId = ARGV[3]
-- 2.數(shù)據(jù)key
-- 2.1.庫存key
local stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId
---- 2.2.訂單key
local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId
-- 3.腳本業(yè)務(wù)
-- 3.1.判斷庫存是否充足 get stockKey
if(tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then
    -- 3.2.庫存不足，返回1
    return 1
end
-- 3.2.判斷用戶是否下單 SISMEMBER orderKey userId
if(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
    -- 3.3.存在，說明是重復(fù)下單，返回2
    return 2
end
-- 3.4.扣庫存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.5.下單（保存用戶）sadd orderKey userId
redis.call('sadd', orderKey, userId)
---- 3.6.發(fā)送消息到隊列中， XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
return 0

執(zhí)行l(wèi)ua腳本，判斷是否搶購成功，如果搶購成功，要放入堵塞隊列中

@Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        SeckillVoucher seckillVoucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
        //判斷是否開始，開始時間如果在當(dāng)前時間之后就是尚未開始
        if (seckillVoucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            return Result.fail("秒殺尚未開始");
        }
        //判斷是否結(jié)束，結(jié)束時間如果在當(dāng)前時間之前就是已經(jīng)結(jié)束
        if (seckillVoucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) {
            return Result.fail("秒殺已經(jīng)結(jié)束");
        }
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        long orderId = new RedisIdWorker(stringRedisTemplate).nextId("order");
        Long execute = stringRedisTemplate.execute(SILLL_SCRIPT,
                Collections.emptyList(),
                voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId)
        );
        int r = execute.intValue();
        if (r != 0) {
            return Result.fail(r == 1 ? "庫存不足" : "不能重復(fù)下單");
        }
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        //訂單id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        voucherOrder.setId(orderId);
        //將訂單信息放入阻塞隊列
        orderTakes.add(voucherOrder);
        return Result.ok(orderId);
    }

定義線程內(nèi)部類，不斷從堵塞隊列中讀取訂單

//從阻塞隊列里面取訂單信息
    private class voucherOrderHander implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    VoucherOrder take = orderTakes.take();
                    handleVoucherOrder(take);
                } catch (Exception e) {
                    log.error("異常信息如下", e);
                }
            }
        }

獲取訂單信息的具體方法,這里依然加了分布式鎖，是為了保險起見

 private void handleVoucherOrder(VoucherOrder take) {
            Long userId = take.getId();
            //創(chuàng)建鎖對象
            RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
            //嘗試獲取鎖
            boolean isLock = lock.tryLock();
            //獲取鎖失敗
            if (!isLock) {
                log.error("不允許重復(fù)下單");
                return;
            }
            try {
                voucherOrderService.createVoucherOrder(take);
            } finally {
                //釋放鎖
                lock.unlock();
            }
        }
    }

這里又有一個問題，就是我們訂單信息入庫應(yīng)該是在該類對象被創(chuàng)建的時候就要開啟線程在堵塞隊列等待讀取是否有訂單信息，然后順利入庫，所以我們用了aop的@PostConstruct，保證該對象被創(chuàng)建時，線程也能順利創(chuàng)建，這里用了線程池來提交線程任務(wù)

@PostConstruct
    public void init() {
        SECKILL_ORDER_EXECUTOR.execute(new voucherOrderHander());
    }

完整代碼實現(xiàn)

@Service
public class VoucherOrderServiceImpl extends ServiceImpl<VoucherOrderMapper, VoucherOrder> implements IVoucherOrderService {
    @Autowired
    private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;
    @Autowired
    private RedisIdWorker redisIdWorker;
    @Autowired
    private IVoucherOrderService voucherOrderService;
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    @Autowired
    private RedissonClient redissonClient;
    private static final DefaultRedisScript<Long> SILLL_SCRIPT;
    BlockingQueue<VoucherOrder> orderTakes = new ArrayBlockingQueue<>(1024 * 1024);
    //異步處理線程池
    private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
    static {
        SILLL_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
        SILLL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("skill.lua"));
        SILLL_SCRIPT.setResultType(Long.class);
    }
    @PostConstruct
    public void init() {
        SECKILL_ORDER_EXECUTOR.execute(new voucherOrderHander());
    }
    //從阻塞隊列里面取用戶信息
    private class voucherOrderHander implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    VoucherOrder take = orderTakes.take();
                    handleVoucherOrder(take);
                } catch (Exception e) {
                    log.error("異常信息如下", e);
                }
            }
        }
        private void handleVoucherOrder(VoucherOrder take) {
            Long userId = take.getId();
            //創(chuàng)建鎖對象
            RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
            //嘗試獲取鎖
            boolean isLock = lock.tryLock();
            //獲取鎖失敗
            if (!isLock) {
                log.error("不允許重復(fù)下單");
                return;
            }
            try {
                voucherOrderService.createVoucherOrder(take);
            } finally {
                //釋放鎖
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    @Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        SeckillVoucher seckillVoucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
        //判斷是否開始，開始時間如果在當(dāng)前時間之后就是尚未開始
        if (seckillVoucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            return Result.fail("秒殺尚未開始");
        }
        //判斷是否結(jié)束，結(jié)束時間如果在當(dāng)前時間之前就是已經(jīng)結(jié)束
        if (seckillVoucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) {
            return Result.fail("秒殺已經(jīng)結(jié)束");
        }
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        long orderId = new RedisIdWorker(stringRedisTemplate).nextId("order");
        Long execute = stringRedisTemplate.execute(SILLL_SCRIPT,
                Collections.emptyList(),
                voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId)
        );
        int r = execute.intValue();
        if (r != 0) {
            return Result.fail(r == 1 ? "庫存不足" : "不能重復(fù)下單");
        }
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        //訂單id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        voucherOrder.setId(orderId);
        //將訂單信息放入阻塞隊列
        orderTakes.add(voucherOrder);
        return Result.ok(orderId);
    }
@Transactional
    public void createVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
        Long userId = voucherOrder.getUserId();
        // 5.1.查詢訂單
        int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).count();
        // 5.2.判斷是否存在
        if (count > 0) {
            // 用戶已經(jīng)購買過了
            log.error("用戶已經(jīng)購買過了");
            return;
        }
        // 6.扣減庫存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1
                .eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0
                .update();
        if (!success) {
            // 扣減失敗
            log.error("庫存不足");
            return;
        }
        save(voucherOrder);
    }

以上就是Redis實戰(zhàn)之Redis實現(xiàn)異步秒殺優(yōu)化詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis實現(xiàn)異步秒殺優(yōu)化的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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