PHP开发中多种方案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

正确的实现功能流程:

基于redis队列流程:
1. 管理员根据goods表中的库存,创建redis商品库存队列
2. 客户端访问秒杀API
3. web服务器先从redis的商品库存队列中查询剩余库存重点内容
4. redis队列中有剩余,则在mysql中创建订单,去库存,抢购成功
5. redis队列中没有剩余,则提示库存不足,抢购失败重点内容
基于mysql事务和排它锁工作流程:
1:开启事务
2:查询库存,并显示的设置写锁(排他锁):SELECT * FROM goods WHERE id = 1 FOR UPDATE
3:生成订单
4:去库存,隐示的设置写锁(排他锁):UPDATE goods SET counts = counts – 1 WHERE id = 1
5:commit,释放锁
注意:第二步可以设置共享锁,不然有可能会造成死锁。

<?php
$conn=mysql_connect("localhost","big","");
if(!$conn){
echo "connect failed";
exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8"); $price=;
$user_id=;
$goods_id=;
$sku_id=;
$number=; //生成唯一订单
function build_order_no(){
return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), , ), ))), , );
}
//记录日志
function insertLog($event,$type=){
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']>){//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

//库存减少

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

优化方案2:使用MySQL的事务,锁住操作的行

<?php
$conn=mysql_connect("localhost","big","");
if(!$conn){
echo "connect failed";
exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8"); $price=;
$user_id=;
$goods_id=;
$sku_id=;
$number=; //生成唯一订单号
function build_order_no(){
return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), , ), ))), , );
}
//记录日志
function insertLog($event,$type=){
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']>){
//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

<?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

<?php
$store=;
$redis=new Redis();
$result=$redis->connect('127.0.0.1',);
$res=$redis->llen('goods_store');
echo $res;
$count=$store-$res;
for($i=;$i<$count;$i++){
$redis->lpush('goods_store',);
}
echo $redis->llen('goods_store');
?>

抢购逻辑描述

<?php
$conn=mysql_connect("localhost","big","");
if(!$conn){
echo "connect failed";
exit;
}
mysql_select_db("big",$conn);
mysql_query("set names utf8"); $price=;
$user_id=;
$goods_id=;
$sku_id=;
$number=; //生成唯一订单号
function build_order_no(){
return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), , ), ))), , );
}
//记录日志
function insertLog($event,$type=){
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',);
$count=$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');
}

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

--
-- 数据库: `big`
-- -- -------------------------------------------------------- --
-- 表的结构 `ih_goods`
--
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_goods` (
`goods_id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`cat_id` int(11) NOT NULL,
`goods_name` varchar(255) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`goods_id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=2 ; --
-- 转存表中的数据 `ih_goods`
--
INSERT INTO `ih_goods` (`goods_id`, `cat_id`, `goods_name`) VALUES
(1, 0, '小米手机'); -- -------------------------------------------------------- --
-- 表的结构 `ih_log`
--
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_log` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`event` varchar(255) NOT NULL,
`type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0',
`addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=1 ; --
-- 转存表中的数据 `ih_log`
-- -- -------------------------------------------------------- --
-- 表的结构 `ih_order`
--
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_order` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`order_sn` char(32) NOT NULL,
`user_id` int(11) NOT NULL,
`status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
`goods_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
`sku_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
`price` float NOT NULL,
`addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单表' AUTO_INCREMENT=1 ; --
-- 转存表中的数据 `ih_order`
-- -- -------------------------------------------------------- --
-- 表的结构 `ih_store`
-- CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_store` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`goods_id` int(11) NOT NULL,
`sku_id` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
`number` int(10) NOT NULL DEFAULT '0',
`freez` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '虚拟库存',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='库存' AUTO_INCREMENT=2 ; --
-- 转存表中的数据 `ih_store`
-- INSERT INTO `ih_store` (`id`, `goods_id`, `sku_id`, `number`, `freez`) VALUES
(1, 1, 11, 500, 0);

本文摘自CSDN!~

同时您也可以参考本博客中:http://www.cnblogs.com/wt645631686/p/6868177.html,http://www.cnblogs.com/wt645631686/p/6868843.html,会有详细说明和测试。

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