• Redis的优惠券秒杀问题（五）全局唯一ID 以及 秒杀下单

    Redis的优惠券秒杀问题（五）全局唯一ID 以及 秒杀下单

    关于优惠秒杀问题的Redis实现章节总览

    全局唯一ID 

    场景分析 

    不能用自增的原因

    id的规律性太明显

    受单表数据量的限制

    全局唯一ID的条件

    全局唯一ID的Redis实现

    代码实现

    单元测试 

    其它全局唯一ID的生成策略 

    秒杀下单 

    场景分析 

    优惠券秒杀的下单功能的实现

    代码实现 

    存在问题

    Redis的优惠券秒杀问题（五）全局唯一ID 以及 秒杀下单

    关于优惠秒杀问题的Redis实现章节总览

    我们要讲述的问题大致如下所示，根据黑马程序员视频教程，会分离出Redis关于秒杀问题的核心知识点进行讲解！

    • 全局唯一ID
    • 实现优惠券秒杀下单  
    • 超卖问题  
    • 一人一单
    • 分布式锁  
    • Redis优化秒杀  
    • Redis消息队列实现异步秒杀

    全局唯一ID 

    场景分析 

    首先，我们依照黑马的项目来进行分析，在什么情况下要使用到这个全局唯一ID。

    在黑马点评这个项目中，使用的商品其实也就是优惠券

    当用户抢购时，就会生成订单并保存到 tb_voucher_order 这张表中 

    1. CREATE TABLE `tb_voucher_order`  (
    2.   `id` bigint NOT NULL COMMENT '主键',
    3.   `user_id` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '下单的用户id',
    4.   `voucher_id` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '购买的代金券id',
    5.   `pay_type` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '支付方式 1：余额支付；2：支付宝；3：微信',
    6.   `status` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '订单状态，1：未支付；2：已支付；3：已核销；4：已取消；5：退款中；6：已退款',
    7.   `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '下单时间',
    8.   `pay_time` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '支付时间',
    9.   `use_time` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '核销时间',
    10.   `refund_time` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '退款时间',
    11.   `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    12.   PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
    13. ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT;

    但是，这张SQL表里面的主键id，是不可以使用自增的！！！ 

    不能用自增的原因

    id的规律性太明显

    如果使用自增的话，用户可以根据两笔订单的ID，来判断这段时间内订单的量。 

    受单表数据量的限制

    订单的数据量一般很大，一天可能会有几百万，如果使用自增ID，就很难分库分表了！

    全局唯一ID的条件

    全局ID生成器，是一种在分布式系统下用来生成全局唯一ID的工具，一般要满足下列特性：

    全局唯一ID的Redis实现

    为了增加ID的安全性，我们可以不直接使用Redis自增的数值，而是拼接一些其它信息 

    符号位：1bit，永远为0 

    时间戳：31bit，以秒为单位，可以使用69年

    序列号：32bit，秒内的计数器，支持每秒产生2^32个不同ID 

    代码实现

    RedisIdWorker-Redis全局ID生成器工具类

    1. /**
    2.  * Redis的全局ID生成器
    3.  */
    4. @Component
    5. public class RedisIdWorker {
    6.  
    7.     /**
    8.      * 开始时间戳
    9.      * 2022.1.1的时间戳
    10.      */
    11.     private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L;
    12.  
    13.     /**
    14.      * 序列号的位数
    15.      */
    16.     private static final int COUNT_BITS = 32;
    17.  
    18.     private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    19.  
    20.     // 构造器注入
    21.     public RedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
    22.         this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    23.     }
    24.  
    25.     /**
    26.      * 生成全局ID
    27.      * Long 类型 8个字节 64个bit
    28.      * 符号位（1bit） + 时间戳（31bit） + 序列号（32bit）
    29.      * @param keyPrefix
    30.      * @return
    31.      */
    32.     public long nextId(String keyPrefix) {
    33.         // 1.生成时间戳
    34.         LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    35.         long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
    36.         // ID的时间戳
    37.         long timestamp = nowSecond - BEGIN_TIMESTAMP;
    38.  
    39.         // 2.生成序列号
    40.         // 2.1.获取当前日期，精确到天
    41.         String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));
    42.  
    43.         // 2.2.自增长
    44.         // icr表示自增长，keyPrefix表示业务类型，一天一个key
    45.         // 例如： icr:order:2022:11:16
    46.         long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("icr:" + keyPrefix + ":" + date);
    47.  
    48.         // 3.拼接并返回 (位运算)
    49.         return timestamp << COUNT_BITS | count;
    50.     }
    51. }

    位运算实现字符串拼接 

    timestamp << COUNT_BITS | count 

    将 timestamp 向左移动32位，在与 count 做“或”运算（一个为真就为真！）

    单元测试 

    我们可以看看并发情况下，该工具类的性能怎么样

    1. @Resource
    2. private RedisIdWorker redisIdWorker;
    3.  
    4. private ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(500);
    5.  
    6. @Test
    7. void testIdWorker() throws InterruptedException {
    8.  
    9.     CountDownLatch latch = new CountDownLatch(300);
    10.  
    11.     Runnable task = () -> {
    12.         for (int i = 0; i < 100; i++) {
    13.             long id = redisIdWorker.nextId("order");
    14.             System.out.println("id = " + id);
    15.         }
    16.         latch.countDown();
    17.     };
    18.     long start = System.currentTimeMillis();
    19.     for (int i = 0; i < 300; i++) {
    20.         es.submit(task);
    21.     }
    22.     latch.await();
    23.     long end = System.currentTimeMillis();
    24.  
    25.     System.out.println(end - start);
    26. }

    运行结果如下

    生成3万个订单ID 

    其它全局唯一ID的生成策略 

    • UUID
    • Redis自增
    • snowflake算法
    • 数据库自增

    秒杀下单 

    场景分析 

    每个店铺都可以发布优惠券，分为平价券和特价券。平价券可以任意购买，而特价券需要秒杀抢购

    tb_voucher：优惠券的基本信息，优惠金额、使用规则等（普通券+秒杀券）

    1. CREATE TABLE `tb_voucher`  (
    2.   `id` bigint UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
    3.   `shop_id` bigint UNSIGNED NULL DEFAULT NULL COMMENT '商铺id',
    4.   `title` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL COMMENT '代金券标题',
    5.   `sub_title` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '副标题',
    6.   `rules` varchar(1024) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '使用规则',
    7.   `pay_value` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '支付金额，单位是分。例如200代表2元',
    8.   `actual_value` bigint NOT NULL COMMENT '抵扣金额，单位是分。例如200代表2元',
    9.   `type` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '0,普通券；1,秒杀券',
    10.   `status` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '1,上架; 2,下架; 3,过期',
    11.   `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    12.   `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    13.   PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
    14. ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 10 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT;

    tb_seckill_voucher：优惠券的库存、开始抢购时间，结束抢购时间。特价优惠券才需要填写这些信息（秒杀券拓展字段）

    1. CREATE TABLE `tb_seckill_voucher`  (
    2.   `voucher_id` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '关联的优惠券的id',
    3.   `stock` int NOT NULL COMMENT '库存',
    4.   `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    5.   `begin_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '生效时间',
    6.   `end_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '失效时间',
    7.   `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    8.   PRIMARY KEY (`voucher_id`) USING BTREE
    9. ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci COMMENT = '秒杀优惠券表，与优惠券是一对一关系' ROW_FORMAT = COMPACT;

    优惠券秒杀的下单功能的实现

    • 秒杀是否开始或结束，如果尚未开始或已经结束则无法下单
    • 库存是否充足，不足则无法下单

    代码实现 

    1. @Resource
    2. private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;
    3.  
    4. @Resource
    5. private RedisIdWorker redisIdWorker;
    6.  
    7. @Override
    8. @Transactional
    9. public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
    10.  
    11.     // 1. 查询优惠券
    12.     SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
    13.     LocalDateTime nowTime = LocalDateTime.now();
    14.  
    15.     // 2. 判断秒杀是否开始
    16.     if (nowTime.isBefore(voucher.getBeginTime())) {
    17.         return Result.fail("活动未开始！");
    18.     }
    19.  
    20.     // 3. 判断秒杀是否结束
    21.     if (nowTime.isAfter(voucher.getEndTime())) {
    22.         return Result.fail("活动已结束！");
    23.     }
    24.  
    25.     // 4. 判断库存
    26.     if (voucher.getStock() < 1) {
    27.         return Result.fail("已买完！");
    28.     }
    29.  
    30.     // 5. 减库存
    31.     boolean success = seckillVoucherService.update()
    32.             .setSql("stock = stock - 1")
    33.             .eq("voucher_id", voucherId).update();
    34.  
    35.     if (!success) {
    36.         return Result.fail("库存不足");
    37.     }
    38.  
    39.     // 6. 创建订单
    40.     VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
    41.  
    42.     // 6.1 订单id
    43.     long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
    44.     voucherOrder.setId(orderId);
    45.     // 6.2 用户id
    46.     Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    47.     voucherOrder.setUserId(userId);
    48.     // 6.3代金券id
    49.     voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
    50.     save(voucherOrder);
    51.  
    52.     // 7. 返回订单
    53.     return Result.ok(orderId);
    54. }

    存在问题

    上述代码是写好了，运行起来看起来页没有什么问题，但是在多线程，高并发的场景下就会出现大问题，100%会发生超卖的情况！！！

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