Redis搶單預(yù)熱的實(shí)現(xiàn)示例

更新時(shí)間：2023年11月22日 11:40:09 作者：zhizhiqiuya

本文主要介紹了Redis搶單預(yù)熱的實(shí)現(xiàn)示例,以應(yīng)對(duì)搶單活動(dòng)帶來(lái)的高并發(fā)訪問(wèn)壓力,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

前言

在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，搶單活動(dòng)已經(jīng)成為了電商平臺(tái)、外賣平臺(tái)等各種電子商務(wù)平臺(tái)中常見(jiàn)的營(yíng)銷手段。通過(guò)搶單活動(dòng)，商家可以吸引大量用戶參與，從而提高銷量和知名度。然而，搶單活動(dòng)所帶來(lái)的高并發(fā)請(qǐng)求往往會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)巨大的壓力，如何在搶單活動(dòng)開(kāi)始前進(jìn)行預(yù)熱，以確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，成為了技術(shù)人員需要解決的重要問(wèn)題。

在這篇博客中，我們將深入探討如何利用Redis技術(shù)來(lái)進(jìn)行搶單預(yù)熱，以應(yīng)對(duì)搶單活動(dòng)帶來(lái)的高并發(fā)訪問(wèn)壓力。我們將介紹Redis的基本概念和特點(diǎn)，以及如何利用Redis來(lái)進(jìn)行緩存預(yù)熱、數(shù)據(jù)預(yù)加載等操作，從而提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力和穩(wěn)定性。同時(shí)，我們也將分享一些實(shí)際案例和經(jīng)驗(yàn)，幫助讀者更好地理解和應(yīng)用Redis技術(shù)解決搶單預(yù)熱的挑戰(zhàn)。

通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，讀者將能夠深入了解搶單預(yù)熱的必要性和原理，掌握利用Redis進(jìn)行搶單預(yù)熱的具體方法和技巧，從而為自己的系統(tǒng)應(yīng)對(duì)搶單活動(dòng)帶來(lái)的高并發(fā)訪問(wèn)壓力提供有效的解決方案。讓我們一起深入探討Redis在搶單預(yù)熱中的應(yīng)用吧！

一、前期準(zhǔn)備

1、新建項(xiàng)目，結(jié)構(gòu)如下

2、添加依賴

<dependencies>
        <!-- 放在最前面依賴，依據(jù)依賴的最短路徑原則，
             將不在使用spring-data中的slf4j，否則
             會(huì)引發(fā)沖突-->
        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logback</groupId>
            <artifactId>logback-classic</artifactId>
            <version>1.3.8</version>
        </dependency>

        <!-- spring data框架，提供了對(duì)redis的整合支持，
             內(nèi)部支持lettuce以及Jedis客戶端-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.data</groupId>
            <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
            <version>2.5.6</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>4.0.1</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
            <version>5.3.29</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
            <version>5.3.29</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-tx</artifactId>
            <version>5.3.29</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
            <version>1.2.3</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>8.0.32</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>io.lettuce</groupId>
            <artifactId>lettuce-core</artifactId>
            <version>6.2.2.RELEASE</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.12</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-databind</artifactId>
            <version>2.11.2</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.mybatis</groupId>
            <artifactId>mybatis</artifactId>
            <version>3.5.6</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.mybatis</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring</artifactId>
            <version>2.0.6</version>
        </dependency>
    </dependencies>

這個(gè)Maven項(xiàng)目中包含了多個(gè)依賴，以下是每個(gè)依賴的作用：

logback-classic: 這是logback日志框架的經(jīng)典模塊，用于在應(yīng)用程序中進(jìn)行日志記錄和管理。

spring-data-redis: 提供了Spring Data框架對(duì)Redis的整合支持，包括對(duì)lettuce和Jedis客戶端的支持，可以方便地使用Redis進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。

javax.servlet-api: 這是Java Servlet API的依賴，提供了對(duì)Servlet的支持，通常在Java Web應(yīng)用中使用。

spring-webmvc: Spring框架的Web MVC模塊，提供了基于MVC架構(gòu)的Web應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)支持。

spring-jdbc: Spring框架的JDBC模塊，提供了對(duì)JDBC的封裝和支持，用于在Spring應(yīng)用中進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

spring-tx: Spring框架的事務(wù)管理模塊，提供了聲明式事務(wù)管理的支持。

druid: 阿里巴巴開(kāi)源的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，在應(yīng)用中用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接。

mysql-connector-java: MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的JDBC驅(qū)動(dòng)，用于連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)。

lettuce-core: Lettuce是一個(gè)高性能的開(kāi)源Java Redis客戶端，用于與Redis進(jìn)行交互。

lombok: Lombok是一個(gè)Java庫(kù)，可以通過(guò)注解的方式來(lái)簡(jiǎn)化Java代碼的編寫(xiě)，提高開(kāi)發(fā)效率。

junit: JUnit是一個(gè)Java單元測(cè)試框架，用于編寫(xiě)和運(yùn)行自動(dòng)化的單元測(cè)試。

jackson-databind: Jackson是一個(gè)流行的Java JSON處理庫(kù)，jackson-databind模塊提供了數(shù)據(jù)綁定功能，用于將Java對(duì)象和JSON數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

mybatis: MyBatis是一個(gè)持久層框架，用于在Java應(yīng)用中進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

mybatis-spring: MyBatis與Spring框架的整合模塊，提供了MyBatis和Spring框架的無(wú)縫集成支持。

這些依賴項(xiàng)涵蓋了日志記錄、Web開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)操作、緩存操作、測(cè)試等多個(gè)方面，可以滿足一個(gè)典型的Java應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)需求。

二、編寫(xiě) dao

由于代碼量太多了，就不一一講解了，本次案例只是講重要的怎么預(yù)熱和減庫(kù)存。

1、GoodsDao

public interface GoodsDao {

    /**
     * 查詢參與活動(dòng)的商品
     * @return
     */
    List<Goods> listProduct();

    /**
     * 減庫(kù)存
     * @param id
     * @return
     */
    void decrStock(int id);
}

首先要有一個(gè)查詢庫(kù)存的方法和一個(gè)刪減庫(kù)存的方法。

三、編寫(xiě) service

1、OrderService

public interface OrderService {
    /**
     * 下單
     * @param id
     */
    void placeOrder(int id);
}

當(dāng)庫(kù)存放生改變時(shí)，我們需要為這寫(xiě)下單的用戶添加訂單記錄。

2、GoodsService

public interface GoodsService {

    /**
     * 扣減庫(kù)存
     * @param id
     */
    void decrStock(int id);
}

當(dāng)下單成功后，需要扣減數(shù)據(jù)庫(kù)的庫(kù)存數(shù)量。

3、GoodsServiceImpl

@Service
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
@Transactional(rollbackFor = RuntimeException.class)
public class GoodsServiceImpl implements GoodsService {

    private final GoodsDao goodsDao;

    private final RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    /**
     * 緩存預(yù)熱
     */
    @PostConstruct
    public void initProductCache() {
        goodsDao.listProduct().forEach(goods -> {
            //將商品數(shù)量加入redis緩存
            String key = GoodsEnum.PREFIX.value() + goods.getId();
            redisTemplate.opsForValue().set(key, goods.getStock(), Duration.ofMinutes(60));
        });
    }

    @Override
    public void decrStock(int id) {
        goodsDao.decrStock(id);
    }
}

這段代碼是一個(gè)名為GoodsServiceImpl的服務(wù)類，使用了Lombok的@RequiredArgsConstructor注解來(lái)自動(dòng)生成構(gòu)造函數(shù)，并且使用了Slf4j來(lái)實(shí)現(xiàn)日志記錄。同時(shí)，@Service注解表明這是一個(gè)Spring的服務(wù)類，@Transactional注解表明這個(gè)類中的方法將進(jìn)行事務(wù)管理，并且在遇到RuntimeException時(shí)進(jìn)行回滾。

這個(gè)類中有兩個(gè)成員變量：GoodsDao和RedisTemplate。GoodsDao是一個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象，用于對(duì)商品數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化操作；而RedisTemplate是Spring提供的用于操作Redis的模板類。

在這個(gè)類中，有一個(gè)@PostConstruct注解的方法initProductCache()，它在類實(shí)例化后會(huì)被自動(dòng)調(diào)用。這個(gè)方法通過(guò)goodsDao.listProduct()獲取所有商品，并將它們的庫(kù)存數(shù)量加入到Redis緩存中，以實(shí)現(xiàn)商品的緩存預(yù)熱。對(duì)于每個(gè)商品，它會(huì)將商品的id作為key，庫(kù)存數(shù)量作為value存入Redis，并設(shè)置了緩存的有效期為60分鐘。

另外，這個(gè)類還實(shí)現(xiàn)了GoodsService接口，其中包含了decrStock(int id)方法，用于減少商品庫(kù)存。在這個(gè)方法中，它調(diào)用了goodsDao.decrStock(id)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)商品庫(kù)存的減少操作。

總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)類主要負(fù)責(zé)商品庫(kù)存的管理，通過(guò)緩存預(yù)熱來(lái)提高系統(tǒng)性能，并且在減少商品庫(kù)存時(shí)進(jìn)行事務(wù)管理。

4、OrderServiceImpl

@Service
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
@Transactional
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    private final RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    private final OrderDao orderDao;

    private final GoodsDao goodsDao;

    /**
     * 下單
     * @param id
     */
    @Override
    public void placeOrder(int id) {
        //扣減庫(kù)存
        decrCacheStock(id);
        //生成訂單
        createOrder(id);
        //同步數(shù)據(jù)庫(kù)的庫(kù)存
        goodsDao.decrStock(id);
    }

    /**
     * 在緩存中扣減庫(kù)存
     * @param id
     */
    private void decrCacheStock(int id) {
        //扣減庫(kù)存(原子減)，并返回剩余庫(kù)存量
        long stock = redisTemplate.opsForValue().decrement(GoodsEnum.PREFIX.value() + id);
        //如果redis中庫(kù)存為0，則拋出異常告訴用戶已經(jīng)售罄
        if(stock < 0) {
            //在并發(fā)時(shí)redis扣減后的庫(kù)存為負(fù)數(shù)，因此要將redis自增回來(lái)
            redisTemplate.opsForValue().increment(GoodsEnum.PREFIX.value() + id);
            throw new OrderException(ErrorMessageEnum.SELL_OUT);
        }
    }

    /**
     * 生成訂單
     * @param gid
     */
    private Order createOrder(int gid) {
        try {
            Order order = new Order();
            //用戶ID
            order.setUserId(1);
            //商品ID
            order.setGoodsId(gid);
            //0表示未支付
            order.setStatus(0);
            orderDao.save(order);
            return order;
        } catch (Exception e) {
            log.error(e.getMessage(), e);
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

這段代碼是一個(gè)名為OrderServiceImpl的服務(wù)類，同樣使用了Lombok的@RequiredArgsConstructor注解來(lái)自動(dòng)生成構(gòu)造函數(shù)，并且使用了@Slf4j來(lái)實(shí)現(xiàn)日志記錄。同時(shí)，@Service注解表明這是一個(gè)Spring的服務(wù)類，@Transactional注解表明這個(gè)類中的方法將進(jìn)行事務(wù)管理。

這個(gè)類中有三個(gè)成員變量：RedisTemplate用于操作Redis緩存，OrderDao用于對(duì)訂單數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化操作，GoodsDao用于對(duì)商品數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化操作。

在這個(gè)類中，有一個(gè)placeOrder(int id)方法，用于處理下單操作。在這個(gè)方法中，首先調(diào)用了decrCacheStock(int id)方法來(lái)扣減商品的庫(kù)存，然后調(diào)用了createOrder(int id)方法來(lái)生成訂單，最后調(diào)用了goodsDao.decrStock(id)方法來(lái)同步數(shù)據(jù)庫(kù)中的庫(kù)存信息。

在decrCacheStock(int id)方法中，它使用了RedisTemplate來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)Redis緩存中商品庫(kù)存的扣減操作，并且通過(guò)判斷庫(kù)存是否小于0來(lái)判斷商品是否售罄，如果售罄則拋出OrderException異常。

在createOrder(int gid)方法中，它創(chuàng)建了一個(gè)訂單對(duì)象，并將訂單信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果在存入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)出現(xiàn)異常，它會(huì)記錄錯(cuò)誤日志并拋出RuntimeException異常。

總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)類主要負(fù)責(zé)處理訂單的生成和庫(kù)存的扣減操作，通過(guò)調(diào)用RedisTemplate來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)Redis緩存的操作，并且在數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí)進(jìn)行事務(wù)管理。

四、編寫(xiě)controller

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class OrderController extends BaseController{

    private final OrderService orderService;

    @PostMapping("/seckill")
    public ResultVO placeOrder(Integer gid) {
        orderService.placeOrder(2);
        return success();
    }
}

這段代碼是一個(gè)名為OrderController的控制器類，使用了Lombok的@RequiredArgsConstructor注解來(lái)自動(dòng)生成構(gòu)造函數(shù)，并且繼承了BaseController。同時(shí)，@RestController注解表明這是一個(gè)Spring的RESTful控制器類。

在這個(gè)類中，有一個(gè)成員變量OrderService，用于處理訂單相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯。在控制器中，有一個(gè)@PostMapping注解的方法placeOrder(Integer gid)，用于處理秒殺下單的請(qǐng)求。在這個(gè)方法中，它調(diào)用了orderService.placeOrder(2)來(lái)處理下單操作，并且返回了一個(gè)ResultVO對(duì)象，通過(guò)success()方法來(lái)表示操作成功。

總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)控制器類主要用于處理秒殺下單的請(qǐng)求，通過(guò)調(diào)用OrderService來(lái)實(shí)現(xiàn)下單操作，并返回相應(yīng)的結(jié)果。

五、使用jmeter測(cè)試

官網(wǎng)網(wǎng)址：Apache JMeter - Apache JMeter™

去官網(wǎng)下載下來(lái)，我們用 jmeter 來(lái)測(cè)試我們的controller。

1、jmeter有什么用

JMeter是一個(gè)用于進(jìn)行性能測(cè)試的開(kāi)源工具，它最初是為測(cè)試Web應(yīng)用程序而設(shè)計(jì)的，但后來(lái)擴(kuò)展到其他測(cè)試領(lǐng)域。JMeter的主要用途包括：

性能測(cè)試：JMeter可以模擬多個(gè)并發(fā)用戶對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)（如Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、FTP服務(wù)器等）發(fā)起請(qǐng)求，以評(píng)估系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。它可以測(cè)量系統(tǒng)在不同負(fù)載下的響應(yīng)時(shí)間、吞吐量和并發(fā)用戶數(shù)等指標(biāo)，幫助開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能方面的問(wèn)題。
負(fù)載測(cè)試：通過(guò)模擬大量用戶請(qǐng)求，JMeter可以測(cè)試系統(tǒng)在高負(fù)載情況下的表現(xiàn)，評(píng)估系統(tǒng)的承載能力和性能瓶頸，以便確定系統(tǒng)是否能夠滿足預(yù)期的用戶需求。負(fù)載測(cè)試也可以用于驗(yàn)證系統(tǒng)的可伸縮性和穩(wěn)定性。
壓力測(cè)試：JMeter可以模擬系統(tǒng)在正?；虍惓Ｘ?fù)載下的表現(xiàn)，以便評(píng)估系統(tǒng)在不同壓力下的穩(wěn)定性和可靠性。通過(guò)壓力測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在極端情況下可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如內(nèi)存泄漏、資源競(jìng)爭(zhēng)等。
功能測(cè)試：除了性能測(cè)試，JMeter也可以用于進(jìn)行功能測(cè)試，例如測(cè)試網(wǎng)站的登錄、注冊(cè)、搜索等功能，以及測(cè)試API的響應(yīng)等。

總的來(lái)說(shuō)，JMeter是一個(gè)功能強(qiáng)大的測(cè)試工具，可以幫助開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員進(jìn)行性能、負(fù)載、壓力和功能測(cè)試，以確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。