PHP和Redis實如今高併發下的搶購及秒殺功能示例詳解

時間  2019-12-08
標籤 php redis 如今 併發 搶購 秒殺 功能 示例 詳解 欄目 PHP 简体版
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搶購、秒殺是日常很常見的場景，面試的時候面試官也常常會問到，好比問你淘寶中的搶購秒殺是怎麼實現的等等。

搶購、秒殺實現很簡單，可是有些問題須要解決，主要針對兩個問題：php

1、高併發對數據庫產生的壓力
2、競爭狀態下如何解決庫存的正確減小（"超賣"問題）

第一個問題，對於PHP來講很簡單，用緩存技術就能夠緩解數據庫壓力，好比memcache，redis等緩存技術。
第二個問題就比較複雜點：

常規寫法：
查詢出對應商品的庫存，看是否大於0，而後執行生成訂單等操做，可是在判斷庫存是否大於0處，若是在高併發下就會有問題，致使庫存量出現負數。mysql

<?php
$conn  =mysql_connect("localhost","big","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql="insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
//模擬下單操做
//庫存是否大於0
$sq l= "select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
//解鎖 此時ih_store數據中goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的數據被鎖住(注3)，其它事務必須等待這次事務 提交後才能執行
$rs = mysql_query($sql,$conn);
$row = mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//高併發下會致使超賣
    $order_sn = build_order_no();
    //生成訂單
    $sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs = mysql_query($sql,$conn);
      
    //庫存減小
    $sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs = mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('庫存減小成功');
    }else{
        insertLog('庫存減小失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
}

出現這種狀況怎麼辦呢？來看幾種優化方法：

優化方案1：將庫存字段number字段設爲unsigned，當庫存爲0時，由於字段不能爲負數，將會返回false面試

//庫存減小
$sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
$store_rs = mysql_query($sql,$conn);
if(mysql_affected_rows()){
   insertLog('庫存減小成功');
}

 

優化方案2：使用MySQL的事務，鎖住操做的行ajax

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","big","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
//模擬下單操做
//庫存是否大於0
mysql_query("BEGIN");   //開始事務
$sql = "select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此時這條記錄被鎖住,其它事務必須等待這次事務提交後才能執行
$rs = mysql_query($sql,$conn);
$row = mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){
    //生成訂單
    $order_sn = build_order_no();
    $sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs  =mysql_query($sql,$conn);
      
    //庫存減小
    $sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs = mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('庫存減小成功');
        mysql_query("COMMIT");//事務提交即解鎖
    }else{
        insertLog('庫存減小失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
    mysql_query("ROLLBACK");
}

 

優化方案3：使用非阻塞的文件排他鎖redis

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","root","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big-bak",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
$fp = fopen("lock.txt", "w+");
if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
    echo "系統繁忙，請稍後再試";
    return;
}
//下單
$sql = "select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
$rs = mysql_query($sql,$conn);
$row = mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//庫存是否大於0
    //模擬下單操做
    $order_sn = build_order_no();
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs = mysql_query($sql,$conn);
      
    //庫存減小
    $sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs = mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('庫存減小成功');
        flock($fp,LOCK_UN);//釋放鎖
    } else {
        insertLog('庫存減小失敗');
    }
} else {
    insertLog('庫存不夠');
}
fclose($fp);

 

優化方案4：使用redis隊列，由於pop操做是原子的，即便有不少用戶同時到達，也是依次執行，推薦使用（mysql事務在高併發下性能降低很厲害，文件鎖的方式也是）
先將商品庫存如隊列sql

<?php
$store = 1000;
$redis = new Redis();
$result = $redis->connect('127.0.0.1',6379);
$res = $redis->llen('goods_store');
echo $res;
$count = $store-$res;
for($i=0;$i<$count;$i++){
    $redis->lpush('goods_store',1);
}
echo $redis->llen('goods_store');

搶購、描述邏輯數據庫

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","big","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
//模擬下單操做
//下單前判斷redis隊列庫存量
$redis = new Redis();
$result = $redis->connect('127.0.0.1',6379);
$count = $redis->lpop('goods_store');
if(!$count){
    insertLog('error:no store redis');
    return;
}
  
//生成訂單
$order_sn = build_order_no();
$sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
$order_rs = mysql_query($sql,$conn);
  
//庫存減小
$sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
$store_rs = mysql_query($sql,$conn);
if(mysql_affected_rows()){
    insertLog('庫存減小成功');
}else{
    insertLog('庫存減小失敗');
}

上述只是簡單模擬高併發下的搶購，真實場景要比這複雜不少，不少注意的地方，如搶購頁面作成靜態的，經過ajax調用接口。

再如上面的會致使一個用戶搶多個，思路：
須要一個排隊隊列和搶購結果隊列及庫存隊列。高併發狀況，先將用戶進入排隊隊列，用一個線程循環處理從排隊隊列取出一個用戶，判斷用戶是否已在搶購結果隊列，若是在，則已搶購，不然未搶購，庫存減1，寫數據庫，將用戶入結果隊列。
我之間作商城項目的時候，在秒殺這一塊我直接用的redis，這段時間看了看上面的幾種方法，雖然各有不一樣，可是實現目的都同樣的，各位本身選擇，開心就好。緩存

搶購、秒殺是日常很常見的場景，面試的時候面試官也常常會問到，好比問你淘寶中的搶購秒殺是怎麼實現的等等。併發

 

搶購、秒殺實現很簡單，可是有些問題須要解決，主要針對兩個問題：高併發

 

1、高併發對數據庫產生的壓力

2、競爭狀態下如何解決庫存的正確減小（"超賣"問題）

 

第一個問題，對於PHP來講很簡單，用緩存技術就能夠緩解數據庫壓力，好比memcache，redis等緩存技術。

第二個問題就比較複雜點：

 

常規寫法：

查詢出對應商品的庫存，看是否大於0，而後執行生成訂單等操做，可是在判斷庫存是否大於0處，若是在高併發下就會有問題，致使庫存量出現負數。

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","big","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
//模擬下單操做
//庫存是否大於0
$sql = "select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
//解鎖 此時ih_store數據中goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的數據被鎖住(注3)，其它事務必須等待這次事務 提交後才能執行
$rs = mysql_query($sql,$conn);
$row = mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//高併發下會致使超賣
    $order_sn = build_order_no();
    //生成訂單
    $sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs = mysql_query($sql,$conn);
      
    //庫存減小
    $sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs = mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('庫存減小成功');
    }else{
        insertLog('庫存減小失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
}

出現這種狀況怎麼辦呢？來看幾種優化方法：

優化方案1：將庫存字段number字段設爲unsigned，當庫存爲0時，由於字段不能爲負數，將會返回false

//庫存減小
$sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
$store_rs = mysql_query($sql,$conn);
if(mysql_affected_rows()){
　　insertLog('庫存減小成功');
}

優化方案2：使用MySQL的事務，鎖住操做的行

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","big","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
//模擬下單操做
//庫存是否大於0
mysql_query("BEGIN");   //開始事務
$sql = "select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此時這條記錄被鎖住,其它事務必須等待這次事務提交後才能執行
$rs = mysql_query($sql,$conn);
$row = mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){
    //生成訂單
    $order_sn =  build_order_no();
    $sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs = mysql_query($sql,$conn);
      
    //庫存減小
    $sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs = mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('庫存減小成功');
        mysql_query("COMMIT");//事務提交即解鎖
    }else{
        insertLog('庫存減小失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
    mysql_query("ROLLBACK");
}

優化方案3：使用非阻塞的文件排他鎖

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","root","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big-bak",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
$fp = fopen("lock.txt", "w+");
if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
    echo "系統繁忙，請稍後再試";
    return;
}
//下單
$sql = "select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
$rs = mysql_query($sql,$conn);
$row = mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){//庫存是否大於0
    //模擬下單操做
    $order_sn = build_order_no();
    $sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs = mysql_query($sql,$conn);
      
    //庫存減小
    $sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs = mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('庫存減小成功');
        flock($fp,LOCK_UN);//釋放鎖
    }else{
        insertLog('庫存減小失敗');
    }
}else{
    insertLog('庫存不夠');
}
fclose($fp);

優化方案4：使用redis隊列，由於pop操做是原子的，即便有不少用戶同時到達，也是依次執行，推薦使用（mysql事務在高併發下性能降低很厲害，文件鎖的方式也是）

先將商品庫存如隊列

?php
$store = 1000;
$redis = new Redis();
$result = $redis->connect('127.0.0.1',6379);
$res = $redis->llen('goods_store');
echo $res;
$count = $store-$res;
for($i=0;$i<$count;$i++){
    $redis->lpush('goods_store',1);
}
echo $redis->llen('goods_store');

搶購、描述邏輯

<?php
$conn = mysql_connect("localhost","big","123456");
if(!$conn){
    echo "connect failed";
    exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8");
  
$price = 10;
$user_id = 1;
$goods_id = 1;
$sku_id = 11;
$number = 1;
  
//生成惟一訂單號
function build_order_no(){
  return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//記錄日誌
function insertLog($event,$type=0){
    global $conn;
    $sql = "insert into ih_log(event,type)
    values('$event','$type')";
    mysql_query($sql,$conn);
}
  
//模擬下單操做
//下單前判斷redis隊列庫存量
$redis = new Redis();
$result = $redis->connect('127.0.0.1',6379);
$count = $redis->lpop('goods_store');
if(!$count){
    insertLog('error:no store redis');
    return;
}
  
//生成訂單
$order_sn = build_order_no();
$sql = "insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
$order_rs = mysql_query($sql,$conn);
  
//庫存減小
$sql = "update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
$store_rs = mysql_query($sql,$conn);
if(mysql_affected_rows()){
    insertLog('庫存減小成功');
}else{
    insertLog('庫存減小失敗');
}

上述只是簡單模擬高併發下的搶購，真實場景要比這複雜不少，不少注意的地方，如搶購頁面作成靜態的，經過ajax調用接口。

 

再如上面的會致使一個用戶搶多個，思路：

須要一個排隊隊列和搶購結果隊列及庫存隊列。高併發狀況，先將用戶進入排隊隊列，用一個線程循環處理從排隊隊列取出一個用戶，判斷用戶是否已在搶購結果隊列，若是在，則已搶購，不然未搶購，庫存減1，寫數據庫，將用戶入結果隊列。

我之間作商城項目的時候，在秒殺這一塊我直接用的redis，這段時間看了看上面的幾種方法，雖然各有不一樣，可是實現目的都同樣的，各位本身選擇，開心就好。

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