php 结合redis实现高并发下的抢购、秒杀功能

抢购、秒杀是如今很常见的一个应用场景，主要需要解决的问题有两个：
1 高并发对数据库产生的压力
2 竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）
对于第一个问题，已经很容易想到用缓存来处理抢购，避免直接操作数据库，例如使用Redis。
重点在于第二个问题

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

<?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;
$number=1;
//生成唯一订单
function build_order_no(){
return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
}
//记录日志
function insertLog($event,$type=0){
global $conn;
$sql="insert into ih_log(event,type) values('$event','$type')";
mysql_query($sql,$conn);
}
//模拟下单操作
//库存是否大于0
$sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
//解锁 此时ih_store数据中goods_id='$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
$rs=mysql_query($sql,$conn);
$row=mysql_fetch_assoc($rs);
if($row['number']>0){
//高并发下会导致超卖
$order_sn=build_order_no();
//生成订单
$sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
$order_rs=mysql_query($sql,$conn);
//库存减少
$sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
$store_rs=mysql_query($sql,$conn);
if(mysql_affected_rows()){
insertLog('库存减少成功');
}else{
insertLog('库存减少失败');
}
}else{
insertLog('库存不够');
}
?>

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

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. $price=10;
10. $user_id=1;
11. $goods_id=1;
12. $sku_id=11;
13. $number=1;
14. //生成唯一订单号
15. function build_order_no(){
16. return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
17. }
18. //记录日志
19. function insertLog($event,$type=0){
20. global $conn;
21. $sql="insert into ih_log(event,type)
22. values('$event','$type')";
23. mysql_query($sql,$conn);
24. }
25. //模拟下单操作
26. //库存是否大于0
27. mysql_query("BEGIN");   //开始事务
28. $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
29. $rs=mysql_query($sql,$conn);
30. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
31. if($row['number']>0){
32. //生成订单
33. $order_sn=build_order_no();
34. $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
35. values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
36. $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
37. //库存减少
38. $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
39. $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
40. if(mysql_affected_rows()){
41. insertLog('库存减少成功');
42. mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁
43. }else{
44. insertLog('库存减少失败');
45. }
46. }else{
47. insertLog('库存不够');
48. mysql_query("ROLLBACK");
49. }
50. ?>

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. $price=10;
10. $user_id=1;
11. $goods_id=1;
12. $sku_id=11;
13. $number=1;
14. //生成唯一订单号
15. function build_order_no(){
16. return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
17. }
18. //记录日志
19. function insertLog($event,$type=0){
20. global $conn;
21. $sql="insert into ih_log(event,type)
22. values('$event','$type')";
23. mysql_query($sql,$conn);
24. }
25. $fp = fopen("lock.txt", "w+");
26. if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
27. echo "系统繁忙，请稍后再试";
28. return;
29. }
30. //下单
31. $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
32. $rs=mysql_query($sql,$conn);
33. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
34. if($row['number']>0){//库存是否大于0
35. //模拟下单操作
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. //库存减少
41. $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
42. $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
43. if(mysql_affected_rows()){
44. insertLog('库存减少成功');
45. flock($fp,LOCK_UN);//释放锁
46. }else{
47. insertLog('库存减少失败');
48. }
49. }else{
50. insertLog('库存不够');
51. }
52. fclose($fp);

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');
12. ?>

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. $price=10;
10. $user_id=1;
11. $goods_id=1;
12. $sku_id=11;
13. $number=1;
14. //生成唯一订单号
15. function build_order_no(){
16. return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
17. }
18. //记录日志
19. function insertLog($event,$type=0){
20. global $conn;
21. $sql="insert into ih_log(event,type)
22. values('$event','$type')";
23. mysql_query($sql,$conn);
24. }
25. //模拟下单操作
26. //下单前判断redis队列库存量
27. $redis=new Redis();
28. $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
29. $count=$redis->lpop('goods_store');
30. if(!$count){
31. insertLog('error:no store redis');
32. return;
33. }
34. //生成订单
35. $order_sn=build_order_no();
36. $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
37. values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
38. $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
39. //库存减少
40. $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
41. $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
42. if(mysql_affected_rows()){
43. insertLog('库存减少成功');
44. }else{
45. insertLog('库存减少失败');
46. }

模拟5000高并发测试
webbench -c 5000 -t 60 http://192.168.1.198/big/index.php
ab -r -n 6000 -c 5000  http://192.168.1.198/big/index.php

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。

测试数据表

1. --
2. -- 数据库: `big`
3. --
4. -- --------------------------------------------------------
5. --
6. -- 表的结构 `ih_goods`
7. --
8. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_goods` (
9. `goods_id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
10. `cat_id` int(11) NOT NULL,
11. `goods_name` varchar(255) NOT NULL,
12. PRIMARY KEY (`goods_id`)
13. ) ENGINE=MyISAM  DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=2 ;
14. --
15. -- 转存表中的数据 `ih_goods`
16. --
17. INSERT INTO `ih_goods` (`goods_id`, `cat_id`, `goods_name`) VALUES
18. (1, 0, '小米手机');
19. -- --------------------------------------------------------
20. --
21. -- 表的结构 `ih_log`
22. --
23. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_log` (
24. `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
25. `event` varchar(255) NOT NULL,
26. `type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0',
27. `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
28. PRIMARY KEY (`id`)
29. ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=1 ;
30. --
31. -- 转存表中的数据 `ih_log`
32. --
33. -- --------------------------------------------------------
34. --
35. -- 表的结构 `ih_order`
36. --
37. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_order` (
38. `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
39. `order_sn` char(32) NOT NULL,
40. `user_id` int(11) NOT NULL,
41. `status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
42. `goods_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
43. `sku_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
44. `price` float NOT NULL,
45. `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
46. PRIMARY KEY (`id`)
47. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单表' AUTO_INCREMENT=1 ;
48. --
49. -- 转存表中的数据 `ih_order`
50. --
51. -- --------------------------------------------------------
52. --
53. -- 表的结构 `ih_store`
54. --
55. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_store` (
56. `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
57. `goods_id` int(11) NOT NULL,
58. `sku_id` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
59. `number` int(10) NOT NULL DEFAULT '0',
60. `freez` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '虚拟库存',
61. PRIMARY KEY (`id`)
62. ) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='库存' AUTO_INCREMENT=2 ;
63. --
64. -- 转存表中的数据 `ih_store`
65. --
66. INSERT INTO `ih_store` (`id`, `goods_id`, `sku_id`, `number`, `freez`) VALUES
67. (1, 1, 11, 500, 0);