如何使用Redis實現(xiàn)電商系統(tǒng)的庫存扣減
在日常開發(fā)中有很多地方都有類似扣減庫存的操作,比如電商系統(tǒng)中的商品庫存,抽獎系統(tǒng)中的獎品庫存等。
解決方案
使用mysql數(shù)據(jù)庫,使用一個字段來存儲庫存,每次扣減庫存去更新這個字段。
還是使用數(shù)據(jù)庫,但是將庫存分層多份存到多條記錄里面,扣減庫存的時候路由一下,這樣子增大了并發(fā)量,但是還是避免不了大量的去訪問數(shù)據(jù)庫來更新庫存。
將庫存放到redis使用redis的incrby特性來扣減庫存。
分析
在上面的第一種和第二種方式都是基于數(shù)據(jù)來扣減庫存。
基于數(shù)據(jù)庫單庫存
第一種方式在所有請求都會在這里等待鎖,獲取鎖有去扣減庫存。在并發(fā)量不高的情況下可以使用,但是一旦并發(fā)量大了就會有大量請求阻塞在這里,導(dǎo)致請求超時,進而整個系統(tǒng)雪崩;而且會頻繁的去訪問數(shù)據(jù)庫,大量占用數(shù)據(jù)庫資源,所以在并發(fā)高的情況下這種方式不適用。
基于數(shù)據(jù)庫多庫存
第二種方式其實是第一種方式的優(yōu)化版本,在一定程度上提高了并發(fā)量,但是在還是會大量的對數(shù)據(jù)庫做更新操作大量占用數(shù)據(jù)庫資源。
基于數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)扣減庫存還存在的一些問題:
用數(shù)據(jù)庫扣減庫存的方式,扣減庫存的操作必須在一條語句中執(zhí)行,不能先selec在update,這樣在并發(fā)下會出現(xiàn)超扣的情況。如:
update number set x=x-1 where x > 0
MySQL自身對于高并發(fā)的處理性能就會出現(xiàn)問題,一般來說,MySQL的處理性能會隨著并發(fā)thread上升而上升,但是到了一定的并發(fā)度之后會出現(xiàn)明顯的拐點,之后一路下降,最終甚至?xí)葐蝨hread的性能還要差。
當(dāng)減庫存和高并發(fā)碰到一起的時候,由于操作的庫存數(shù)目在同一行,就會出現(xiàn)爭搶InnoDB行鎖的問題,導(dǎo)致出現(xiàn)互相等待甚至死鎖,從而大大降低MySQL的處理性能,最終導(dǎo)致前端頁面出現(xiàn)超時異常。
基于redis
針對上述問題的問題我們就有了第三種方案,將庫存放到緩存,利用redis的incrby特性來扣減庫存,解決了超扣和性能問題。但是一旦緩存丟失需要考慮恢復(fù)方案。比如抽獎系統(tǒng)扣獎品庫存的時候,初始庫存=總的庫存數(shù)-已經(jīng)發(fā)放的獎勵數(shù),但是如果是異步發(fā)獎,需要等到MQ消息消費完了才能重啟redis初始化庫存,否則也存在庫存不一致的問題。
基于redis實現(xiàn)扣減庫存的具體實現(xiàn)
我們使用redis的lua腳本來實現(xiàn)扣減庫存
由于是分布式環(huán)境下所以還需要一個分布式鎖來控制只能有一個服務(wù)去初始化庫存
需要提供一個回調(diào)函數(shù),在初始化庫存的時候去調(diào)用這個函數(shù)獲取初始化庫存
初始化庫存回調(diào)函數(shù)(IStockCallback )
/** ?* 獲取庫存回調(diào) ?* @author yuhao.wang ?*/ public interface IStockCallback { ?/** ? * 獲取庫存 ? * @return ? */ ?int getStock(); }
扣減庫存服務(wù)(StockService)
/** ?* 扣庫存 ?* ?* @author yuhao.wang ?*/ @Service public class StockService { ? ? Logger logger = LoggerFactory.getLogger(StockService.class); ? ? /** ? ? ?* 不限庫存 ? ? ?*/ ? ? public static final long UNINITIALIZED_STOCK = -3L; ? ? /** ? ? ?* Redis 客戶端 ? ? ?*/ ? ? @Autowired ? ? private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; ? ? /** ? ? ?* 執(zhí)行扣庫存的腳本 ? ? ?*/ ? ? public static final String STOCK_LUA; ? ? static { ? ? ? ? /** ? ? ? ? ?* ? ? ? ? ?* @desc 扣減庫存Lua腳本 ? ? ? ? ?* 庫存(stock)-1:表示不限庫存 ? ? ? ? ?* 庫存(stock)0:表示沒有庫存 ? ? ? ? ?* 庫存(stock)大于0:表示剩余庫存 ? ? ? ? ?* ? ? ? ? ?* @params 庫存key ? ? ? ? ?* @return ? ? ? ? ?* ? -3:庫存未初始化 ? ? ? ? ?* ? -2:庫存不足 ? ? ? ? ?* ? -1:不限庫存 ? ? ? ? ?* ? 大于等于0:剩余庫存(扣減之后剩余的庫存) ? ? ? ? ?* ? ? ?redis緩存的庫存(value)是-1表示不限庫存,直接返回1 ? ? ? ? ?*/ ? ? ? ? StringBuilder sb = new StringBuilder(); ? ? ? ? sb.append("if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 1) then"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?local stock = tonumber(redis.call('get', KEYS[1]));"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?local num = tonumber(ARGV[1]);"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?if (stock == -1) then"); ? ? ? ? sb.append(" ? ? ? ?return -1;"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?end;"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?if (stock >= num) then"); ? ? ? ? sb.append(" ? ? ? ?return redis.call('incrby', KEYS[1], 0 - num);"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?end;"); ? ? ? ? sb.append(" ? ?return -2;"); ? ? ? ? sb.append("end;"); ? ? ? ? sb.append("return -3;"); ? ? ? ? STOCK_LUA = sb.toString(); ? ? } ? ? /** ? ? ?* @param key ? ? ? ? ? 庫存key ? ? ?* @param expire ? ? ? ?庫存有效時間,單位秒 ? ? ?* @param num ? ? ? ? ? 扣減數(shù)量 ? ? ?* @param stockCallback 初始化庫存回調(diào)函數(shù) ? ? ?* @return -2:庫存不足; -1:不限庫存; 大于等于0:扣減庫存之后的剩余庫存 ? ? ?*/ ? ? public long stock(String key, long expire, int num, IStockCallback stockCallback) { ? ? ? ? long stock = stock(key, num); ? ? ? ? // 初始化庫存 ? ? ? ? if (stock == UNINITIALIZED_STOCK) { ? ? ? ? ? ? RedisLock redisLock = new RedisLock(redisTemplate, key); ? ? ? ? ? ? try { ? ? ? ? ? ? ? ? // 獲取鎖 ? ? ? ? ? ? ? ? if (redisLock.tryLock()) { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 雙重驗證,避免并發(fā)時重復(fù)回源到數(shù)據(jù)庫 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? stock = stock(key, num); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (stock == UNINITIALIZED_STOCK) { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 獲取初始化庫存 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? final int initStock = stockCallback.getStock(); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 將庫存設(shè)置到redis ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? redisTemplate.opsForValue().set(key, initStock, expire, TimeUnit.SECONDS); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 調(diào)一次扣庫存的操作 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? stock = stock(key, num); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? ? ? } catch (Exception e) { ? ? ? ? ? ? ? ? logger.error(e.getMessage(), e); ? ? ? ? ? ? } finally { ? ? ? ? ? ? ? ? redisLock.unlock(); ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? } ? ? ? ? return stock; ? ? } ? ? /** ? ? ?* 加庫存(還原庫存) ? ? ?* ? ? ?* @param key ? ?庫存key ? ? ?* @param num ? ?庫存數(shù)量 ? ? ?* @return ? ? ?*/ ? ? public long addStock(String key, int num) { ? ? ? ? return addStock(key, null, num); ? ? } ? ? /** ? ? ?* 加庫存 ? ? ?* ? ? ?* @param key ? ?庫存key ? ? ?* @param expire 過期時間(秒) ? ? ?* @param num ? ?庫存數(shù)量 ? ? ?* @return ? ? ?*/ ? ? public long addStock(String key, Long expire, int num) { ? ? ? ? boolean hasKey = redisTemplate.hasKey(key); ? ? ? ? // 判斷key是否存在,存在就直接更新 ? ? ? ? if (hasKey) { ? ? ? ? ? ? return redisTemplate.opsForValue().increment(key, num); ? ? ? ? } ? ? ? ? Assert.notNull(expire,"初始化庫存失敗,庫存過期時間不能為null"); ? ? ? ? RedisLock redisLock = new RedisLock(redisTemplate, key); ? ? ? ? try { ? ? ? ? ? ? if (redisLock.tryLock()) { ? ? ? ? ? ? ? ? // 獲取到鎖后再次判斷一下是否有key ? ? ? ? ? ? ? ? hasKey = redisTemplate.hasKey(key); ? ? ? ? ? ? ? ? if (!hasKey) { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 初始化庫存 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? redisTemplate.opsForValue().set(key, num, expire, TimeUnit.SECONDS); ? ? ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? } catch (Exception e) { ? ? ? ? ? ? logger.error(e.getMessage(), e); ? ? ? ? } finally { ? ? ? ? ? ? redisLock.unlock(); ? ? ? ? } ? ? ? ? return num; ? ? } ? ? /** ? ? ?* 獲取庫存 ? ? ?* ? ? ?* @param key 庫存key ? ? ?* @return -1:不限庫存; 大于等于0:剩余庫存 ? ? ?*/ ? ? public int getStock(String key) { ? ? ? ? Integer stock = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key); ? ? ? ? return stock == null ? -1 : stock; ? ? } ? ? /** ? ? ?* 扣庫存 ? ? ?* ? ? ?* @param key 庫存key ? ? ?* @param num 扣減庫存數(shù)量 ? ? ?* @return 扣減之后剩余的庫存【-3:庫存未初始化; -2:庫存不足; -1:不限庫存; 大于等于0:扣減庫存之后的剩余庫存】 ? ? ?*/ ? ? private Long stock(String key, int num) { ? ? ? ? // 腳本里的KEYS參數(shù) ? ? ? ? List<String> keys = new ArrayList<>(); ? ? ? ? keys.add(key); ? ? ? ? // 腳本里的ARGV參數(shù) ? ? ? ? List<String> args = new ArrayList<>(); ? ? ? ? args.add(Integer.toString(num)); ? ? ? ? long result = redisTemplate.execute(new RedisCallback<Long>() { ? ? ? ? ? ? @Override ? ? ? ? ? ? public Long doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException { ? ? ? ? ? ? ? ? Object nativeConnection = connection.getNativeConnection(); ? ? ? ? ? ? ? ? // 集群模式和單機模式雖然執(zhí)行腳本的方法一樣,但是沒有共同的接口,所以只能分開執(zhí)行 ? ? ? ? ? ? ? ? // 集群模式 ? ? ? ? ? ? ? ? if (nativeConnection instanceof JedisCluster) { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return (Long) ((JedisCluster) nativeConnection).eval(STOCK_LUA, keys, args); ? ? ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? ? ? ? ? // 單機模式 ? ? ? ? ? ? ? ? else if (nativeConnection instanceof Jedis) { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return (Long) ((Jedis) nativeConnection).eval(STOCK_LUA, keys, args); ? ? ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? ? ? ? ? return UNINITIALIZED_STOCK; ? ? ? ? ? ? } ? ? ? ? }); ? ? ? ? return result; ? ? } }
調(diào)用
/** ?* @author yuhao.wang ?*/ @RestController public class StockController { ? ? @Autowired ? ? private StockService stockService; ? ? @RequestMapping(value = "stock", produces = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE) ? ? public Object stock() { ? ? ? ? // 商品ID ? ? ? ? long commodityId = 1; ? ? ? ? // 庫存ID ? ? ? ? String redisKey = "redis_key:stock:" + commodityId; ? ? ? ? long stock = stockService.stock(redisKey, 60 * 60, 2, () -> initStock(commodityId)); ? ? ? ? return stock >= 0; ? ? } ? ? /** ? ? ?* 獲取初始的庫存 ? ? ?* ? ? ?* @return ? ? ?*/ ? ? private int initStock(long commodityId) { ? ? ? ? // TODO 這里做一些初始化庫存的操作 ? ? ? ? return 1000; ? ? } ? ? @RequestMapping(value = "getStock", produces = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE) ? ? public Object getStock() { ? ? ? ? // 商品ID ? ? ? ? long commodityId = 1; ? ? ? ? // 庫存ID ? ? ? ? String redisKey = "redis_key:stock:" + commodityId; ? ? ? ? return stockService.getStock(redisKey); ? ? } ? ? @RequestMapping(value = "addStock", produces = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE) ? ? public Object addStock() { ? ? ? ? // 商品ID ? ? ? ? long commodityId = 2; ? ? ? ? // 庫存ID ? ? ? ? String redisKey = "redis_key:stock:" + commodityId; ? ? ? ? return stockService.addStock(redisKey, 2); ? ? } }
到此這篇關(guān)于如何使用Redis實現(xiàn)電商系統(tǒng)的庫存扣減的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis 庫存扣減內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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