asp.net通過消息隊(duì)列處理高并發(fā)請求(以搶小米手機(jī)為例)

更新時間：2020年03月22日 14:24:42 作者：chenxizhaolu

這篇文章主要介紹了asp.net通過消息隊(duì)列處理高并發(fā)請求(以搶小米手機(jī)為例)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

網(wǎng)站面對高并發(fā)的情況下，除了增加硬件，優(yōu)化程序提高以響應(yīng)速度外，還可以通過并行改串行的思路來解決。這種思想常見的實(shí)踐方式就是數(shù)據(jù)庫鎖和消息隊(duì)列的方式。這種方式的缺點(diǎn)是需要排隊(duì)，響應(yīng)速度慢，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省成本。

演示一下現(xiàn)象

創(chuàng)建一個在售產(chǎn)品表

CREATE TABLE [dbo].[product](
  [id] [int] NOT NULL,--唯一主鍵
  [name] [nvarchar](50) NULL,--產(chǎn)品名稱
  [status] [int] NULL ,--0未售出 1 售出 默認(rèn)為0
  [username] [nvarchar](50) NULL--下單用戶
 )

添加一條記錄

insert into product(id,name,status,username) values(1,'小米手機(jī)',0,null)

創(chuàng)建一個搶票程序

public ContentResult PlaceOrder(string userName)
    {
      using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
      {
          var product = db.product.Where<product>(p => p.status== 0).FirstOrDefault();
          if (product.status == 1)
          {
            return Content("失敗，產(chǎn)品已經(jīng)被賣光");
          }
          else
          {
            //模擬數(shù)據(jù)庫慢造成并發(fā)問題
            Thread.Sleep(5000);
            product.status = 1;
            product.username= userName;
　　　　　　　　　　　　　　db.SaveChanges(); 
　　　　　　　　　　　　　　return Content("成功購買");
　　　　　　　　　　　　 } 
　　　　　　} 
　　　　}

如果我們在5秒內(nèi)一次訪問以下兩個地址，那么返回的結(jié)果都是成功購買且數(shù)據(jù)表中的username是lisi。

/controller/PlaceOrder?username=zhangsan

/controller/PlaceOrder?username=lisi

這就是并發(fā)帶來的問題。

第一階段，利用線程鎖簡單粗暴

Web程序是多線程的，那我們把他在容易出現(xiàn)并發(fā)的地方加一把鎖就可以了，如下圖處理方式。

    private static object _lock = new object();
    public ContentResult PlaceOrder(string userName)
    {
      using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
      {
        lock (_lock)
        {
          var product = db.product.Where<product>(p => p.status == 0).FirstOrDefault();
          if (product.status == 1)
          {
            return Content("失敗，產(chǎn)品已經(jīng)被賣光");
          }
          else
          {
            //模擬數(shù)據(jù)庫慢造成并發(fā)問題
            Thread.Sleep(5000);
            product.status = 1;
            product.username = userName;
            db.SaveChanges();
            return Content("成功購買");
          }
        }
      }
    }

這樣每一個請求都是依次執(zhí)行，不會出現(xiàn)并發(fā)問題了。

優(yōu)點(diǎn)：解決了并發(fā)的問題。

缺點(diǎn)：效率太慢，用戶體驗(yàn)性太差，不適合大數(shù)據(jù)量場景。

第二階段，拉消息隊(duì)列，通過生產(chǎn)者，消費(fèi)者的模式

1，創(chuàng)建訂單提交入口（生產(chǎn)者）

public class HomeController : Controller
  {

    /// <summary>
    /// 接受訂單提交（生產(chǎn)者)
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public ContentResult PlaceOrderQueen(string userName)
    {
      //直接將請求寫入到訂單隊(duì)列
      OrderConsumer.TicketOrders.Enqueue(userName);
      return Content("wait");
    }

    /// <summary>
    /// 查詢訂單結(jié)果
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public ContentResult PlaceOrderQueenResult(string userName)
    {
      var rel = OrderConsumer.OrderResults.Where(p => p.userName == userName).FirstOrDefault();
      if (rel == null)
      {
        return Content("還在排隊(duì)中");
      }
      else
      {
        return Content(rel.Result.ToString());
      }
    }
}

2，創(chuàng)建訂單處理者(消費(fèi)者)

/// <summary>
  /// 訂單的處理者（消費(fèi)者）
  /// </summary>
  public class OrderConsumer
  {
    /// <summary>
    /// 訂票的消息隊(duì)列
    /// </summary>
    public static ConcurrentQueue<string> TicketOrders = new ConcurrentQueue<string>();
    /// <summary>
    /// 訂單結(jié)果消息隊(duì)列
    /// </summary>
    public static List<OrderResult> OrderResults = new List<OrderResult>();
    /// <summary>
    /// 訂單處理
    /// </summary>
    public static void StartTicketTask()
    {
      string userName = null;
      while (true)
      {
        //如果沒有訂單任務(wù)就休息1秒鐘
        if (!TicketOrders.TryDequeue(out userName))
        {
          Thread.Sleep(1000);
          continue;
        }
        //執(zhí)行真實(shí)的業(yè)務(wù)邏輯（如插入數(shù)據(jù)庫）
        bool rel = new TicketHelper().PlaceOrderDataBase(userName);
        //將執(zhí)行結(jié)果寫入結(jié)果集合
        OrderResults.Add(new OrderResult() { Result = rel, userName = userName });
      }
    }
  }

3，創(chuàng)建訂單業(yè)務(wù)的實(shí)際執(zhí)行者

/// <summary>
  /// 訂單業(yè)務(wù)的實(shí)際處理者
  /// </summary>
  public class TicketHelper
  {
    /// <summary>
    /// 實(shí)際庫存標(biāo)識
    /// </summary>
    private bool hasStock = true;
    /// <summary>
    /// 執(zhí)行一個訂單到數(shù)據(jù)庫
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public bool PlaceOrderDataBase(string userName)
    {
      //如果沒有了庫存，則直接返回false，防止頻繁讀庫
      if (!hasStock)
      {
        return hasStock;
      }
      using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
      {
        var product = db.product.Where(p => p.status == 0).FirstOrDefault();
        if (product == null)
        {
          hasStock = false;
          return false;
        }
        else
        {
          Thread.Sleep(10000);//模擬數(shù)據(jù)庫的效率比較慢，執(zhí)行插入時間比較久
          product.status = 1;
          product.username = userName;
          db.SaveChanges();
          return true;
        }
      }
    }
  }
  /// <summary>
  /// 訂單處理結(jié)果實(shí)體
  /// </summary>
  public class OrderResult
  {
    public string userName { get; set; }
    public bool Result { get; set; }
  }

4，在程序啟動前，啟動消費(fèi)者線程

protected void Application_Start()
    {
      AreaRegistration.RegisterAllAreas();
      GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register);
      FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
      RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
      BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles);

      //在Global的Application_Start事件里單獨(dú)開啟一個消費(fèi)者線程
      Task.Run(OrderConsumer.StartTicketTask);
    }

這樣程序的運(yùn)行模式是：用戶提交的需求里都會添加到消息隊(duì)列里去排隊(duì)處理，程序會依次處理該隊(duì)列里的內(nèi)容（當(dāng)然可以一次取出多條來進(jìn)行處理，提高效率）。

優(yōu)點(diǎn)：比上一步快了。

缺點(diǎn)：不夠快，而且下單后需要輪詢另外一個接口判斷是否成功。

第三階段反轉(zhuǎn)生產(chǎn)者消費(fèi)者的角色，把可售產(chǎn)品提前放到隊(duì)列里，然后讓提交的訂單來消費(fèi)隊(duì)列里的內(nèi)容

1,創(chuàng)建生產(chǎn)者并且在程序啟動前調(diào)用其初始化程序

public class ProductForSaleManager
  {
    /// <summary>
    /// 待售商品隊(duì)列
    /// </summary>
    public static ConcurrentQueue<int> ProductsForSale = new ConcurrentQueue<int>();
    /// <summary>
    /// 初始化待售商品隊(duì)列
    /// </summary>
    public static void Init()
    {
      using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
      {
        db.product.Where(p => p.status == 0).Select(p => p.id).ToList().ForEach(p =>
        {
          ProductsForSale.Enqueue(p);
        });
      }
    }
  }


 public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
  {
    protected void Application_Start()
    {
      AreaRegistration.RegisterAllAreas();
      GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register);
      FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
      RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
      BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles);

      //程序啟動前，先初始化待售產(chǎn)品消息隊(duì)列
      ProductForSaleManager.Init();
    }
  }

2，創(chuàng)建消費(fèi)者

public class OrderController : Controller
  {
    /// <summary>
    /// 下訂單
    /// </summary>
    /// <param name="userName">訂單提交者</param>
    /// <returns></returns>
    public async Task<ContentResult> PlaceOrder(string userName)
    {
      if (ProductForSaleManager.ProductsForSale.TryDequeue(out int pid))
      {
        await new TicketHelper2().PlaceOrderDataBase(userName, pid);
        return Content($"下單成功，對應(yīng)產(chǎn)品id為：{pid}");
      }
      else
      {
        await Task.CompletedTask;
        return Content($"商品已經(jīng)被搶光");
      }
    }
  }

3，當(dāng)然還需要一個業(yè)務(wù)的實(shí)際執(zhí)行者

/// <summary>
  /// 訂單業(yè)務(wù)的實(shí)際處理者
  /// </summary>
  public class TicketHelper2
  {
    /// <summary>
    /// 執(zhí)行復(fù)雜的訂單操作（如數(shù)據(jù)庫）
    /// </summary>
    /// <param name="userName">下單用戶</param>
    /// <param name="pid">產(chǎn)品id</param>
    /// <returns></returns>
    public async Task PlaceOrderDataBase(string userName, int pid)
    {
      using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
      {
        var product = db.product.Where(p => p.id == pid).FirstOrDefault();
        if (product != null)
        {
          product.status = 1;
          product.username = userName;
          await db.SaveChangesAsync();
        }
      }
    }
  }

這樣我們同時訪問下面三個地址，如果數(shù)據(jù)庫里只有兩個商品的話，會有一個請求結(jié)果為：商品已經(jīng)被搶光。

http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=zhangsan

http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=lisi

http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=wangwu

這種處理方式的優(yōu)點(diǎn)為：執(zhí)行效率快，相比第二種方式不需要第二個接口來返回查詢結(jié)果。

缺點(diǎn)：暫時沒想到，歡迎大家補(bǔ)充。

說明：該方式只是個人猜想，并非實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，大家只能作為參考，慎重用于項(xiàng)目。歡迎大家批評指正。

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