spring boot:redis+lua实现生产环境中可用的秒杀功能(spring boot 2.2.0)

一，秒杀需要具备的功能:

秒杀通常是电商中用到的吸引流量的促销活动方式

搭建秒杀系统，需要具备以下几点:

1,限制每个用户购买的商品数量，(秒杀价格为吸引流量一般会订的很低，不能让一个用户全部抢购到手)

2,处理速度要快，避免在高并发的情况下发生堵塞

3,高并发情况下，不能出现库存超卖的情况

因为redis中对lua脚本执行的原子性，不会出现因高并发而导致数据查询的延迟

所以我们选择使用redis+lua来实现秒杀的功能

例子：如果同一个秒杀活动中有多件商品，而有人用软件刷接口的方式来下单，

这时就需要有针对当前活动的购买数量限制

说明：刘宏缔的架构森林是一个专注架构的博客，地址：https://www.cnblogs.com/architectforest

对应的源码可以访问这里获取： https://github.com/liuhongdi/

说明：作者:刘宏缔 邮箱: 371125307@qq.com

二，本演示项目的相关信息

1，项目地址:

https://github.com/liuhongdi/seconddemo

2,项目原理:

在秒杀项目开始前，要把sku及其库存数同步到redis中，

有秒杀请求时，判断商品库存数，

判断用户已购买的同一sku数量，

判断用户已购买的同一秒杀活动中的商品数量，

如果以上两个数量大于0时，需要进行限制

如有问题时,返回秒杀失败

都没有问题时，减库存，返回秒杀成功

要注意的地方：

秒杀前要获取此活动中的对购买活动/sku的数量限制

秒杀成功后，如果用户未支付导致订单过期恢复库存时，redis中的库存数也要同步

3,项目结构:

三，lua代码说明

1，second.lua

local userId = KEYS[1]
local buyNum = tonumber(KEYS[2])

local skuId = KEYS[3]
local perSkuLim = tonumber(KEYS[4])

local actId = KEYS[5]
local perActLim = tonumber(KEYS[6])

local orderTime = KEYS[7]

--用到的各个hash
local user_sku_hash = 'sec_'..actId..'_u_sku_hash'
local user_act_hash = 'sec_'..actId..'_u_act_hash'
local sku_amount_hash = 'sec_'..actId..'_sku_amount_hash'
local second_log_hash = 'sec_'..actId..'_log_hash'

--当前sku是否还有库存
local skuAmountStr = redis.call('hget',sku_amount_hash,skuId)
if skuAmountStr == false then
        --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'skuAmountStr is nil ')
        return '-3'
end;
local skuAmount = tonumber(skuAmountStr)
 --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'sku:'..skuId..';skuAmount:'..skuAmount)
 if skuAmount <= 0 then
   return '0'
end

redis.log(redis.LOG_NOTICE,'perActLim:'..perActLim)
local userActKey = userId..'_'..actId
--当前用户已购买此活动多少件
 if perActLim > 0 then
   local userActNumInt = 0
   local userActNum = redis.call('hget',user_act_hash,userActKey)
   if userActNum == false then
      --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'userActKey:'..userActKey..' is nil')
      userActNumInt = buyNum
   else
      --redis.log(redis.LOG_NOTICE,userActKey..':userActNum:'..userActNum..';perActLim:'..perActLim)
      local curUserActNumInt = tonumber(userActNum)
      userActNumInt =  curUserActNumInt+buyNum
   end
   if userActNumInt > perActLim then
       return '-2'
   end
 end

local goodsUserKey = userId..'_'..skuId
--redis.log(redis.LOG_NOTICE,'perSkuLim:'..perSkuLim)
--当前用户已购买此sku多少件
if perSkuLim > 0 then
   local goodsUserNum = redis.call('hget',user_sku_hash,goodsUserKey)
   local goodsUserNumint = 0
   if goodsUserNum == false then
      --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'goodsUserNum is nil')
      goodsUserNumint = buyNum
   else
      --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'goodsUserNum:'..goodsUserNum..';perSkuLim:'..perSkuLim)
      local curSkuUserNumint = tonumber(goodsUserNum)
      goodsUserNumint =  curSkuUserNumint+buyNum
   end

   --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'------goodsUserNumint:'..goodsUserNumint..';perSkuLim:'..perSkuLim)
   if goodsUserNumint > perSkuLim then
       return '-1'
   end
end

--判断是否还有库存满足当前秒杀数量
if skuAmount >= buyNum then
     local decrNum = 0-buyNum
     redis.call('hincrby',sku_amount_hash,skuId,decrNum)
     --redis.log(redis.LOG_NOTICE,'second success:'..skuId..'-'..buyNum)

     if perSkuLim > 0 then
         redis.call('hincrby',user_sku_hash,goodsUserKey,buyNum)
     end

     if perActLim > 0 then
         redis.call('hincrby',user_act_hash,userActKey,buyNum)
     end

     local orderKey = userId..'_'..skuId..'_'..buyNum..'_'..orderTime
     local orderStr = '1'
     redis.call('hset',second_log_hash,orderKey,orderStr)

   return orderKey
else
   return '0'
end

2,功能说明：

--用到的各个参数

local userId  用户id

local buyNum 用户购买的数量

local skuId 用户购买的sku

local perSkuLim 每人购买此sku的数量限制

local actId 活动id

local perActLim 此活动中商品每人购买数量的限制

local orderTime 下订单的时间

--用到的各个hash
local user_sku_hash 每个用户购买的某一sku的数量
local user_act_hash 每个用户购买的某一活动中商品的数量
local sku_amount_hash sku的库存数
local second_log_hash 秒杀成功的记录

判断的流程:

判断商品库存数，

判断用户已购买的同一sku数量，

判断用户已购买的同一秒杀活动中的商品数量

四，java代码说明:

1,SecondServiceImpl.java

功能：传递参数，执行秒杀功能

 /*
    * 秒杀功能，
    * 调用second.lua脚本
    * actId:活动id
    * userId:用户id
    * buyNum:购买数量
    * skuId:sku的id
    * perSkuLim:每个用户购买当前sku的个数限制
    * perActLim：每个用户购买当前活动内所有sku的总数量限制
    * 返回:
    * 秒杀的结果
    *  * */
    @Override
    public String skuSecond(String actId,String userId,int buyNum,String skuId,int perSkuLim,int perActLim) {

        //时间字串，用来区分秒杀成功的订单
        int START = 100000;
        int END = 900000;
        int rand_num = ThreadLocalRandom.current().nextInt(END - START + 1) + START;
        String order_time = TimeUtil.getTimeNowStr()+"-"+rand_num;

        List<String> keyList = new ArrayList();
        keyList.add(userId);
        keyList.add(String.valueOf(buyNum));
        keyList.add(skuId);
        keyList.add(String.valueOf(perSkuLim));
        keyList.add(actId);
        keyList.add(String.valueOf(perActLim));
        keyList.add(order_time);

        String result = redisLuaUtil.runLuaScript("second.lua",keyList);
        System.out.println("------------------lua result:"+result);
        return result;
    }

2,RedisLuaUtil.java

功能：负责调用lua脚本的类

@Service
public class RedisLuaUtil {
    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    private static final Logger logger = LogManager.getLogger("bussniesslog");
    /*
    run a lua script
    luaFileName: lua file name,no path
    keyList: list for redis key
    return other: fail
           1: success
    */
    public String runLuaScript(String luaFileName,List<String> keyList) {
        DefaultRedisScript<String> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("lua/"+luaFileName)));
        redisScript.setResultType(String.class);
        String result = "";
        String argsone = "none";
        //logger.error("开始执行lua");
        try {
            result = stringRedisTemplate.execute(redisScript, keyList,argsone);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("发生异常",e);
        }

        return result;
    }
}

五，测试秒杀的效果

1,访问:http://127.0.0.1:8080/second/index

添加库存

如图:

2,配置jmeter开始测试:

参见这一篇:

https://www.cnblogs.com/architectforest/p/13087798.html

定义测试用到的变量:

定义线程组数量为100

定义http请求:

在查看结果树中查看结果:

3,查看代码中的输出:

------------------lua result:u3_cpugreen_1_20200611162435-487367
------------------lua result:-2
------------------lua result:u1_cpugreen_2_20200611162435-644085
------------------lua result:u3_cpugreen_1_20200611162435-209653
------------------lua result:-1
------------------lua result:u2_cpugreen_1_20200611162434-333603
------------------lua result:-1
------------------lua result:-2
------------------lua result:-1
------------------lua result:u2_cpugreen_1_20200611162434-220636
------------------lua result:-2
------------------lua result:-1
...

每个用户的购买数量均未超过2单,秒杀的限制成功

六，查看spring boot的版本:

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 :: Spring Boot ::        (v2.2.0.RELEASE)