PHP和Redis实现在高并发下的抢购及秒杀功能示例详解

时间：2022-06-24 18:01:26
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。
  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='$sku_id'";
  31. //解锁 此时ih_store数据中goods_id='$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
  32. $rs=mysql_query($sql,$conn);
  33. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
  34. if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
  35.     $order_sn=build_order_no();
  36.     //生成订单
  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.     }else{
  47.         insertLog('库存减少失败');
  48.     }
  49. }else{
  50.     insertLog('库存不够');
  51. }
复制代码 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
  1. 1 //库存减少
  2. 2 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
  3. 3 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
  4. 4 if(mysql_affected_rows()){
  5. 5     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
  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. }
复制代码 优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁
  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);
复制代码 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
  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');
复制代码 抢购、描述逻辑
  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. }
复制代码 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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