利用redis + lua解決搶紅包高併發的問題

時間 2019-11-10

標籤利用 redis lua 解決紅包併發問題欄目 Redis 简体版

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搶紅包的需求分析

搶紅包的場景有點像秒殺，可是要比秒殺簡單點。
由於秒殺一般要和庫存相關。而搶紅包則能夠容許有些紅包沒有被搶到，由於發紅包的人不會有損失，沒搶完的錢再退回給發紅包的人便可。
另外像小米這樣的搶購也要比淘寶的要簡單，也是由於像小米這樣是一個公司的，若是有少許沒有搶到，則下次再搶，人工修復下數據是很簡單的事。而像淘寶這麼多商品，要是每個都存在着修復數據的風險，那若是出故障了則很麻煩。html

淘寶的專家丁奇有個文章有寫到淘寶是如何應對秒殺的：《秒殺場景下MySQL的低效–緣由和改進》java

http://blog.nosqlfan.com/html/4209.htmlredis

基於redis的搶紅包方案

下面介紹一種基於redis的搶紅包方案。算法

把原始的紅包稱爲大紅包，拆分後的紅包稱爲小紅包。sql

1.小紅包預先生成，插到數據庫裏，紅包對應的用戶ID是null。生成算法見另外一篇blog：http://blog.csdn.net/hengyunabc/article/details/19177877數據庫

2.每一個大紅包對應兩個redis隊列，一個是未消費紅包隊列，另外一個是已消費紅包隊列。開始時，把未搶的小紅包全放到未消費紅包隊列裏。json

未消費紅包隊列裏是json字符串，如{userId:'789', money:'300'}。瀏覽器

3.在redis中用一個map來過濾已搶到紅包的用戶。併發

4.搶紅包時，先判斷用戶是否搶過紅包，若是沒有，則從未消費紅包隊列中取出一個小紅包，再push到另外一個已消費隊列中，最後把用戶ID放入去重的map中。app

5.用一個單線程批量把已消費隊列裏的紅包取出來，再批量update紅包的用戶ID到數據庫裏。

上面的流程是很清楚的，可是在第4步時，若是是用戶快速點了兩次，或者開了兩個瀏覽器來搶紅包，會不會有可能用戶搶到了兩個紅包？

爲了解決這個問題，採用了lua腳本方式，讓第4步整個過程是原子性地執行。

下面是在redis上執行的Lua腳本：

[plain] view plain copy

-- 函數：嘗試得到紅包，若是成功，則返回json字符串，若是不成功，則返回空
-- 參數：紅包隊列名，已消費的隊列名，去重的Map名，用戶ID
-- 返回值：nil 或者 json字符串，包含用戶ID：userId，紅包ID：id，紅包金額：money
-- 若是用戶已搶過紅包，則返回nil
if redis.call('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then
return nil
else
-- 先取出一個小紅包
local hongBao = redis.call('rpop', KEYS[1]);
if hongBao then
local x = cjson.decode(hongBao);
-- 加入用戶ID信息
x['userId'] = KEYS[4];
local re = cjson.encode(x);
-- 把用戶ID放到去重的set裏
redis.call('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);
-- 把紅包放到已消費隊列裏
redis.call('lpush', KEYS[2], re);
return re;
end
end
return nil

下面是測試代碼：

[java] view plain copy

public class TestEval {
static String host = "localhost";
static int honBaoCount = 1_0_0000;
static int threadCount = 20;
static String hongBaoList = "hongBaoList";
static String hongBaoConsumedList = "hongBaoConsumedList";
static String hongBaoConsumedMap = "hongBaoConsumedMap";
static Random random = new Random();
// -- 函數：嘗試得到紅包，若是成功，則返回json字符串，若是不成功，則返回空
// -- 參數：紅包隊列名，已消費的隊列名，去重的Map名，用戶ID
// -- 返回值：nil 或者 json字符串，包含用戶ID：userId，紅包ID：id，紅包金額：money
static String tryGetHongBaoScript =
// "local bConsumed = redis.call('hexists', KEYS[3], KEYS[4]);\n"
// + "print('bConsumed:' ,bConsumed);\n"
"if redis.call('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then\n"
+ "return nil\n"
+ "else\n"
+ "local hongBao = redis.call('rpop', KEYS[1]);\n"
// + "print('hongBao:', hongBao);\n"
+ "if hongBao then\n"
+ "local x = cjson.decode(hongBao);\n"
+ "x['userId'] = KEYS[4];\n"
+ "local re = cjson.encode(x);\n"
+ "redis.call('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);\n"
+ "redis.call('lpush', KEYS[2], re);\n"
+ "return re;\n"
+ "end\n"
+ "end\n"
+ "return nil";
static StopWatch watch = new StopWatch();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// testEval();
generateTestData();
testTryGetHongBao();
}
static public void generateTestData() throws InterruptedException {
Jedis jedis = new Jedis(host);
jedis.flushAll();
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);
for(int i = 0; i < threadCount; ++i) {
final int temp = i;
Thread thread = new Thread() {
public void run() {
Jedis jedis = new Jedis(host);
int per = honBaoCount/threadCount;
JSONObject object = new JSONObject();
for(int j = temp * per; j < (temp+1) * per; j++) {
object.put("id", j);
object.put("money", j);
jedis.lpush(hongBaoList, object.toJSONString());
}
latch.countDown();
}
};
thread.start();
}
latch.await();
}
static public void testTryGetHongBao() throws InterruptedException {
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);
System.err.println("start:" + System.currentTimeMillis()/1000);
watch.start();
for(int i = 0; i < threadCount; ++i) {
final int temp = i;
Thread thread = new Thread() {
public void run() {
Jedis jedis = new Jedis(host);
String sha = jedis.scriptLoad(tryGetHongBaoScript);
int j = honBaoCount/threadCount * temp;
while(true) {
Object object = jedis.eval(tryGetHongBaoScript, 4, hongBaoList, hongBaoConsumedList, hongBaoConsumedMap, "" + j);
j++;
if (object != null) {
// System.out.println("get hongBao:" + object);
}else {
//已經取完了
if(jedis.llen(hongBaoList) == 0)
break;
}
}
latch.countDown();
}
};
thread.start();
}
latch.await();
watch.stop();
System.err.println("time:" + watch.getTotalTimeSeconds());
System.err.println("speed:" + honBaoCount/watch.getTotalTimeSeconds());
System.err.println("end:" + System.currentTimeMillis()/1000);
}
}