实现一个秒杀系统

2024-01-23 18:04:10


作者：黄青石
来源：https://www.cnblogs.com/huangqingshi/p/10325574.html

之前写了如何实现分布式锁和分布式限流，这次我们继续在这块功能上推进，实现一个秒杀系统，采用spring boot 2.x + mybatis+ redis + swagger2 + lombok实现。

先说说基本流程，就是提供一个秒杀接口，然后针对秒杀接口进行限流，限流的方式目前我实现了两种，上次实现的是累计计数方式，这次还有这个功能，并且我增加了令牌桶方式的lua脚本进行限流。

然后不被限流的数据进来之后，加一把分布式锁，获取分布式锁之后就可以对数据库进行操作了。直接操作数据库的方式可以，但是速度会比较慢，咱们直接通过一个初始化接口，将库存数据放到缓存中，然后对缓存中的数据进行操作。

写库的操作采用异步方式，实现的方式就是将操作好的数据放入到队列中，然后由另一个线程对队列进行消费。当然，也可以将数据直接写入mq中，由另一个线程进行消费，这样也更稳妥。

看一下入口controller类，入口类有两个方法，一个是初始化订单的方法，即秒杀开始的时候，秒杀接口才会有效，这个方法可以采用定时任务自动实现也可以。

初始化后就可以调用placeOrder的方法了。在placeOrder上面有个自定义的注解DistriLimitAnno，这个是我在上篇文章写的，用作限流使用。

采用的方式目前有两种，一种是使用计数方式限流，一种方式是令牌桶，上次使用了计数，咱们这次采用令牌桶方式实现。

令牌桶的方式比直接计数更加平滑，直接计数可能会瞬间达到最高值，令牌桶则把最高峰给削掉了，令牌桶的基本原理就是有一个桶装着令牌，然后又一队人排队领取令牌，领到令牌的人就可以去做做自己想做的事情了，没有领到令牌的人直接就走了（也可以重新排队）。

发令牌是按照一定的速度发放的，所以这样在多人等令牌的时候，很多人是拿不到的。当桶里边的令牌在一定时间内领完后，则没有令牌可领，都直接走了。如果过了一定的时间之后可以再次把令牌桶装满供排队的人领。

基本原理是这样的，看一下脚本简单了解一下，里边有一个key和四个参数，第一个参数是获取一个令牌桶的时间间隔，第二个参数是重新填装令牌的时间（精确到毫秒），第三个是令牌桶的数量限制，第四个是隔多长时间重新填装令牌桶。

看一下调用令牌桶lua的JAVA代码，也比较简单：

创建两张简单表，一个库存表，一个是销售订单表：

CREATE TABLE `catalog` (
 `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '名称',
 `total` int(11) NOT NULL COMMENT '库存',
 `sold` int(11) NOT NULL COMMENT '已售',
 `version` int(11) NULL COMMENT '乐观锁，版本号',
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
CREATE TABLE `sales_order` (
 `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `cid` int(11) NOT NULL COMMENT '库存ID',
 `name` varchar(30) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '商品名称',
 `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

基本已经准备完毕，然后启动程序，打开swagger（http://localhost:8080/swagger-ui.html#），执行初始化方法initCatalog：

初始化执行的方法，十分简单，写到缓存中。

@Override
 public void initCatalog() {
 Catalog catalog = new Catalog();
 catalog.setName("mac");
 catalog.setTotal(1000L);
 catalog.setSold(0L);
 catalogMapper.insertCatalog(catalog);
 log.info("catalog:{}", catalog);
 redisTemplate.opsForValue().set(CATALOG_TOTAL + catalog.getId(), catalog.getTotal().toString());
 redisTemplate.opsForValue().set(CATALOG_SOLD + catalog.getId(), catalog.getSold().toString());
 log.info("redis value:{}", redisTemplate.opsForValue().get(CATALOG_TOTAL + catalog.getId()));
 handleCatalog();
 }

写一个测试类，启动3000个线程，然后去进行下单请求：package

com.hqs.flashsales;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.web.client.TestRestTemplate;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
import org.springframework.util.LinkedMultiValueMap;
import org.springframework.util.MultiValueMap;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = FlashsalesApplication.class, webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
public class FlashSalesApplicationTests {
 @Autowired
 private TestRestTemplate testRestTemplate;
 @Test
 public void flashsaleTest() {
 String url = "http://localhost:8080/placeOrder";
 for(int i = 0; i < 3000; i++) {
 try {
 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);
 new Thread(() -> {
 MultiValueMap<String, String> params = new LinkedMultiValueMap<>();
 params.add("orderId", "1");
 Long result = testRestTemplate.postForObject(url, params, Long.class);
 if(result != 0) {
 System.out.println("-------------" + result);
 }
 }
 ).start();
 } catch (Exception e) {
 log.info("error:{}", e.getMessage());
 }
 }
 }
 @Test
 public void contextLoads() {
 }
}

然后开始运行测试代码，查看一下测试日志和程序日志，均显示卖了1000后直接显示SOLD OUT了。分别看一下日志和数据库:

商品库存catalog表和订单明细表sales_order表，都是1000条，没有问题。

总结：

通过采用分布式锁和分布式限流，即可实现秒杀流程，当然分布式限流也可以用到很多地方，比如限制某些IP在多久时间访问接口多少次，都可以的。

令牌桶的限流方式使得请求可以得到更加平滑的处理，不至于瞬间把系统达到最高负载。在这其中其实还有一个小细节，就是Redis的锁，单机情况下没有任何问题，如果是集群的话需要注意，一个key被hash到同一个slot的时候没有问题，如果说扩容或者缩容的话，如果key被hash到不同的slot，程序可能会出问题。

在写代码的过程中还出现了一个小问题，就是写controller的方法的时候，方法一定要声明成public的，否则自定义的注解用不了，其他service的注解直接变为空，这个问题也是找了很久才找到。

代码地址：

https://github.com/stonehqs/flashsales.git

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