PHP和Redis实现在高并发下的抢购及秒杀功能示例详解

抢购、秒杀是平常很常见的场景,面试的时候面试官也经常会问到,比如问你淘宝中的抢购秒杀是怎么实现的等等。

抢购、秒杀实现很简单,但是有些问题需要解决,主要针对两个问题:

一、高并发对数据库产生的压力
二、竞争状态下如何解决库存的正确减少("超卖"问题)

第一个问题,对于PHP来说很简单,用缓存技术就可以缓解数据库压力,比如memcache,redis等缓存技术。
第二个问题就比较复杂点:

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。

  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.   
  10. $price=10;
  11. $user_id=1;
  12. $goods_id=1;
  13. $sku_id=11;
  14. $number=1;
  15.   
  16. //生成唯一订单
  17. function build_order_no(){
  18.   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
  19. }
  20. //记录日志
  21. function insertLog($event,$type=0){
  22.     global $conn;
  23.     $sql="insert into ih_log(event,type)
  24.     values('$event','$type')";
  25.     mysql_query($sql,$conn);
  26. }
  27.   
  28. //模拟下单操作
  29. //库存是否大于0
  30. $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
  31. //解锁 此时ih_store数据中goods_id='$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
  32. $rs=mysql_query($sql,$conn);
  33. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
  34. if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
  35.     $order_sn=build_order_no();
  36.     //生成订单
  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.       
  41.     //库存减少
  42.     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
  43.     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
  44.     if(mysql_affected_rows()){
  45.         insertLog('库存减少成功');
  46.     }else{
  47.         insertLog('库存减少失败');
  48.     }
  49. }else{
  50.     insertLog('库存不够');
  51. }
复制代码  

出现这种情况怎么办呢?来看几种优化方法:

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

  1. 1 //库存减少
  2. 2 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
  3. 3 $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
  4. 4 if(mysql_affected_rows()){
  5. 5     insertLog('库存减少成功');6 }
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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.   
  10. $price=10;
  11. $user_id=1;
  12. $goods_id=1;
  13. $sku_id=11;
  14. $number=1;
  15.   
  16. //生成唯一订单号
  17. function build_order_no(){
  18.   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
  19. }
  20. //记录日志
  21. function insertLog($event,$type=0){
  22.     global $conn;
  23.     $sql="insert into ih_log(event,type)
  24.     values('$event','$type')";
  25.     mysql_query($sql,$conn);
  26. }
  27.   
  28. //模拟下单操作
  29. //库存是否大于0
  30. mysql_query("BEGIN");   //开始事务
  31. $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
  32. $rs=mysql_query($sql,$conn);
  33. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
  34. if($row['number']>0){
  35.     //生成订单
  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.       
  41.     //库存减少
  42.     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
  43.     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
  44.     if(mysql_affected_rows()){
  45.         insertLog('库存减少成功');
  46.         mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁
  47.     }else{
  48.         insertLog('库存减少失败');
  49.     }
  50. }else{
  51.     insertLog('库存不够');
  52.     mysql_query("ROLLBACK");
  53. }
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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.   
  10. $price=10;
  11. $user_id=1;
  12. $goods_id=1;
  13. $sku_id=11;
  14. $number=1;
  15.   
  16. //生成唯一订单号
  17. function build_order_no(){
  18.   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
  19. }
  20. //记录日志
  21. function insertLog($event,$type=0){
  22.     global $conn;
  23.     $sql="insert into ih_log(event,type)
  24.     values('$event','$type')";
  25.     mysql_query($sql,$conn);
  26. }
  27.   
  28. $fp = fopen("lock.txt", "w+");
  29. if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
  30.     echo "系统繁忙,请稍后再试";
  31.     return;
  32. }
  33. //下单
  34. $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
  35. $rs=mysql_query($sql,$conn);
  36. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
  37. if($row['number']>0){//库存是否大于0
  38.     //模拟下单操作
  39.     $order_sn=build_order_no();
  40.     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
  41.     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
  42.     $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
  43.       
  44.     //库存减少
  45.     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
  46.     $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
  47.     if(mysql_affected_rows()){
  48.         insertLog('库存减少成功');
  49.         flock($fp,LOCK_UN);//释放锁
  50.     }else{
  51.         insertLog('库存减少失败');
  52.     }
  53. }else{
  54.     insertLog('库存不够');
  55. }
  56. fclose($fp);
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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');
复制代码  

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.   
  10. $price=10;
  11. $user_id=1;
  12. $goods_id=1;
  13. $sku_id=11;
  14. $number=1;
  15.   
  16. //生成唯一订单号
  17. function build_order_no(){
  18.   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
  19. }
  20. //记录日志
  21. function insertLog($event,$type=0){
  22.     global $conn;
  23.     $sql="insert into ih_log(event,type)
  24.     values('$event','$type')";
  25.     mysql_query($sql,$conn);
  26. }
  27.   
  28. //模拟下单操作
  29. //下单前判断redis队列库存量
  30. $redis=new Redis();
  31. $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
  32. $count=$redis->lpop('goods_store');
  33. if(!$count){
  34.     insertLog('error:no store redis');
  35.     return;
  36. }
  37.   
  38. //生成订单
  39. $order_sn=build_order_no();
  40. $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
  41. values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
  42. $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
  43.   
  44. //库存减少
  45. $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
  46. $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
  47. if(mysql_affected_rows()){
  48.     insertLog('库存减少成功');
  49. }else{
  50.     insertLog('库存减少失败');
  51. }
复制代码  

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。
我之间做商城项目的时候,在秒杀这一块我直接用的redis,这段时间看了看上面的几种方法,虽然各有不同,但是实现目的都一样的,各位自己选择,开心就好。

抢购、秒杀是平常很常见的场景,面试的时候面试官也经常会问到,比如问你淘宝中的抢购秒杀是怎么实现的等等。

 

抢购、秒杀实现很简单,但是有些问题需要解决,主要针对两个问题:

 

一、高并发对数据库产生的压力

二、竞争状态下如何解决库存的正确减少("超卖"问题)

 

第一个问题,对于PHP来说很简单,用缓存技术就可以缓解数据库压力,比如memcache,redis等缓存技术。

第二个问题就比较复杂点:

 

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。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 <?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'); }

出现这种情况怎么办呢?来看几种优化方法:

 

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

1 2 3 4 5 1 //库存减少 2 $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0"; 3 $store_rs=mysql_query($sql,$conn); 4 if(mysql_affected_rows()){ 5     insertLog('库存减少成功');6 }

 

优化方案2:使用MySQL的事务,锁住操作的行

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 <?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; $number=1;    //生成唯一订单号 function build_order_no(){   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); } //记录日志 function insertLog($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 mysql_query("BEGIN");   //开始事务 $sql="select number from ih_store where goods_id='$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 $rs=mysql_query($sql,$conn); $row=mysql_fetch_assoc($rs); if($row['number']>0){     //生成订单     $order_sn=build_order_no();     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)     values('$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');         mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁     }else{         insertLog('库存减少失败');     } }else{     insertLog('库存不够');     mysql_query("ROLLBACK"); }

 

优化方案3:使用非阻塞的文件排他锁

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 <?php $conn=mysql_connect("localhost","root","123456"); if(!$conn){     echo "connect failed";     exit; } mysql_select_db("big-bak",$conn); mysql_query("set names utf8");    $price=10; $user_id=1; $goods_id=1; $sku_id=11; $number=1;    //生成唯一订单号 function build_order_no(){   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); } //记录日志 function insertLog($event,$type=0){     global $conn;     $sql="insert into ih_log(event,type)     values('$event','$type')";     mysql_query($sql,$conn); }    $fp = fopen("lock.txt", "w+"); if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){     echo "系统繁忙,请稍后再试";     return; } //下单 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'"; $rs=mysql_query($sql,$conn); $row=mysql_fetch_assoc($rs); if($row['number']>0){//库存是否大于0     //模拟下单操作     $order_sn=build_order_no();     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)     values('$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,$conn);     if(mysql_affected_rows()){         insertLog('库存减少成功');         flock($fp,LOCK_UN);//释放锁     }else{         insertLog('库存减少失败');     } }else{     insertLog('库存不够'); } 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 <?php $store=1000; $redis=new Redis(); $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379); $res=$redis->llen('goods_store'); echo $res; $count=$store-$res; for($i=0;$i<$count;$i++){     $redis->lpush('goods_store',1); } echo $redis->llen('goods_store');

 

抢购、描述逻辑

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 <?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; $number=1;    //生成唯一订单号 function build_order_no(){   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8); } //记录日志 function insertLog($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 //下单前判断redis队列库存量 $redis=new Redis(); $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379); $count=$redis->lpop('goods_store'); if(!$count){     insertLog('error:no store redis');     return; }    //生成订单 $order_sn=build_order_no(); $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price) values('$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'); }

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。

我之间做商城项目的时候,在秒杀这一块我直接用的redis,这段时间看了看上面的几种方法,虽然各有不同,但是实现目的都一样的,各位自己选择,开心就好。

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