php结合redis实现高并发下的抢购、秒杀功能

*原文地址: http://blog.csdn.net/nuli888/article/details/51865401

抢购、秒杀是如今很常见的一个应用场景，主要需要解决的问题有两个：
1 高并发对数据库产生的压力
2 竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）
对于第一个问题，已经很容易想到用缓存来处理抢购，避免直接操作数据库，例如使用Redis。
重点在于第二个问题

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] view plain copy

1. <?php  
2. $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");    
3. if(!$conn){    
4.     echo "connect failed";    
5.     exit;    
6. }   
7. mysql_select_db("big",$conn);   
8. mysql_query("set names utf8");  
9.   
10. $price=10;  
11. $user_id=1;  
12. $goods_id=1;  
13. $sku_id=11;  
14. $number=1;  
15.   
16. //生成唯一订单  
17. function build_order_no(){  
18.     return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);  
19. }  
20. //记录日志  
21. function insertLog($event,$type=0){  
22.     global $conn;  
23.     $sql="insert into ih_log(event,type)   
24.     values('$event','$type')";    
25.     mysql_query($sql,$conn);    
26. }  
27.   
28. //模拟下单操作  
29. //库存是否大于0  
30. $sql="select number from ih_store where goods_id='$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  
31. $rs=mysql_query($sql,$conn);  
32. $row=mysql_fetch_assoc($rs);  
33. if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖  
34.     $order_sn=build_order_no();  
35.     //生成订单    
36.     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)   
37.     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";    
38.     $order_rs=mysql_query($sql,$conn);   
39.       
40.     //库存减少  
41.     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";  
42.     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);    
43.     if(mysql_affected_rows()){    
44.         insertLog('库存减少成功');  
45.     }else{    
46.         insertLog('库存减少失败');  
47.     }   
48. }else{  
49.     insertLog('库存不够');  
50. }  
51. ?>  

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

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1. //库存减少  
2. $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";  
3. $store_rs=mysql_query($sql,$conn);    
4. if(mysql_affected_rows()){    
5.     insertLog('库存减少成功');  
6. }  

优化方案2：使用MySQL的事务，锁住操作的行

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1. <?php  
2. $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");    
3. if(!$conn){    
4.     echo "connect failed";    
5.     exit;    
6. }   
7. mysql_select_db("big",$conn);   
8. mysql_query("set names utf8");  
9.   
10. $price=10;  
11. $user_id=1;  
12. $goods_id=1;  
13. $sku_id=11;  
14. $number=1;  
15.   
16. //生成唯一订单号  
17. function build_order_no(){  
18.     return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);  
19. }  
20. //记录日志  
21. function insertLog($event,$type=0){  
22.     global $conn;  
23.     $sql="insert into ih_log(event,type)   
24.     values('$event','$type')";    
25.     mysql_query($sql,$conn);    
26. }  
27.   
28. //模拟下单操作  
29. //库存是否大于0  
30. mysql_query("BEGIN");   //开始事务  
31. $sql="select number from ih_store where goods_id='$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  
32. $rs=mysql_query($sql,$conn);  
33. $row=mysql_fetch_assoc($rs);  
34. if($row['number']>0){  
35.     //生成订单   
36.     $order_sn=build_order_no();   
37.     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)   
38.     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";    
39.     $order_rs=mysql_query($sql,$conn);   
40.       
41.     //库存减少  
42.     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";  
43.     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);    
44.     if(mysql_affected_rows()){    
45.         insertLog('库存减少成功');  
46.         mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁  
47.     }else{    
48.         insertLog('库存减少失败');  
49.     }  
50. }else{  
51.     insertLog('库存不够');  
52.     mysql_query("ROLLBACK");  
53. }  
54. ?>  

优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁

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1. <?php  
2. $conn=mysql_connect("localhost","root","123456");    
3. if(!$conn){    
4.     echo "connect failed";    
5.     exit;    
6. }   
7. mysql_select_db("big-bak",$conn);   
8. mysql_query("set names utf8");  
9.   
10. $price=10;  
11. $user_id=1;  
12. $goods_id=1;  
13. $sku_id=11;  
14. $number=1;  
15.   
16. //生成唯一订单号  
17. function build_order_no(){  
18.     return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);  
19. }  
20. //记录日志  
21. function insertLog($event,$type=0){  
22.     global $conn;  
23.     $sql="insert into ih_log(event,type)   
24.     values('$event','$type')";    
25.     mysql_query($sql,$conn);    
26. }  
27.   
28. $fp = fopen("lock.txt", "w+");  
29. if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){  
30.     echo "系统繁忙，请稍后再试";  
31.     return;  
32. }  
33. //下单  
34. $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";  
35. $rs=mysql_query($sql,$conn);  
36. $row=mysql_fetch_assoc($rs);  
37. if($row['number']>0){//库存是否大于0  
38.     //模拟下单操作   
39.     $order_sn=build_order_no();   
40.     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)   
41.     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";    
42.     $order_rs=mysql_query($sql,$conn);   
43.       
44.     //库存减少  
45.     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";  
46.     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);    
47.     if(mysql_affected_rows()){    
48.         insertLog('库存减少成功');  
49.         flock($fp,LOCK_UN);//释放锁  
50.     }else{    
51.         insertLog('库存减少失败');  
52.     }   
53. }else{  
54.     insertLog('库存不够');  
55. }  
56. 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] view plain copy

1. <?php  
2. $store=1000;  
3. $redis=new Redis();  
4. $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);  
5. $res=$redis->llen('goods_store');  
6. echo $res;  
7. $count=$store-$res;  
8. for($i=0;$i<$count;$i++){  
9.     $redis->lpush('goods_store',1);  
10. }  
11. echo $redis->llen('goods_store');  
12. ?>  

抢购、描述逻辑

[php] view plain copy

1. <?php  
2. $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");    
3. if(!$conn){    
4.     echo "connect failed";    
5.     exit;    
6. }   
7. mysql_select_db("big",$conn);   
8. mysql_query("set names utf8");  
9.   
10. $price=10;  
11. $user_id=1;  
12. $goods_id=1;  
13. $sku_id=11;  
14. $number=1;  
15.   
16. //生成唯一订单号  
17. function build_order_no(){  
18.     return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);  
19. }  
20. //记录日志  
21. function insertLog($event,$type=0){  
22.     global $conn;  
23.     $sql="insert into ih_log(event,type)   
24.     values('$event','$type')";    
25.     mysql_query($sql,$conn);    
26. }  
27.   
28. //模拟下单操作  
29. //下单前判断redis队列库存量  
30. $redis=new Redis();  
31. $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);  
32. $count=$redis->lpop('goods_store');  
33. if(!$count){  
34.     insertLog('error:no store redis');  
35.     return;  
36. }  
37.   
38. //生成订单    
39. $order_sn=build_order_no();  
40. $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)   
41. values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";    
42. $order_rs=mysql_query($sql,$conn);   
43.   
44. //库存减少  
45. $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";  
46. $store_rs=mysql_query($sql,$conn);    
47. if(mysql_affected_rows()){    
48.     insertLog('库存减少成功');  
49. }else{    
50.     insertLog('库存减少失败');  
51. }   

模拟5000高并发测试
webbench -c 5000 -t 60 http://192.168.1.198/big/index.php
ab -r -n 6000 -c 5000  http://192.168.1.198/big/index.php

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。

测试数据表

[php] view plain copy

1. --  
2. -- 数据库: `big`  
3. --  
4.   
5. -- --------------------------------------------------------  
6.   
7. --  
8. -- 表的结构 `ih_goods`  
9. --  
10.   
11.   
12. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_goods` (  
13.   `goods_id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
14.   `cat_id` int(11) NOT NULL,  
15.   `goods_name` varchar(255) NOT NULL,  
16.   PRIMARY KEY (`goods_id`)  
17. ) ENGINE=MyISAM  DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=2 ;  
18.   
19.   
20. --  
21. -- 转存表中的数据 `ih_goods`  
22. --  
23.   
24.   
25. INSERT INTO `ih_goods` (`goods_id`, `cat_id`, `goods_name`) VALUES  
26. (1, 0, '小米手机');  
27.   
28. -- --------------------------------------------------------  
29.   
30. --  
31. -- 表的结构 `ih_log`  
32. --  
33.   
34. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_log` (  
35.   `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
36.   `event` varchar(255) NOT NULL,  
37.   `type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0',  
38.   `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,  
39.   PRIMARY KEY (`id`)  
40. ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=1 ;  
41.   
42. --  
43. -- 转存表中的数据 `ih_log`  
44. --  
45.   
46.   
47. -- --------------------------------------------------------  
48.   
49. --  
50. -- 表的结构 `ih_order`  
51. --  
52.   
53. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_order` (  
54.   `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
55.   `order_sn` char(32) NOT NULL,  
56.   `user_id` int(11) NOT NULL,  
57.   `status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',  
58.   `goods_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',  
59.   `sku_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',  
60.   `price` float NOT NULL,  
61.   `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,  
62.   PRIMARY KEY (`id`)  
63. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单表' AUTO_INCREMENT=1 ;  
64.   
65. --  
66. -- 转存表中的数据 `ih_order`  
67. --  
68.   
69.   
70. -- --------------------------------------------------------  
71.   
72. --  
73. -- 表的结构 `ih_store`  
74. --  
75.   
76. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_store` (  
77.   `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
78.   `goods_id` int(11) NOT NULL,  
79.   `sku_id` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',  
80.   `number` int(10) NOT NULL DEFAULT '0',  
81.   `freez` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '虚拟库存',  
82.   PRIMARY KEY (`id`)  
83. ) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='库存' AUTO_INCREMENT=2 ;  
84.   
85. --  
86. -- 转存表中的数据 `ih_store`  
87. --  
88.   
89. INSERT INTO `ih_store` (`id`, `goods_id`, `sku_id`, `number`, `freez`) VALUES  
90. (1, 1, 11, 500, 0);