• Redis实战案例及问题分析之秒杀功能优化(异步下单、Redis消息队列)


    原本存在问题

    原本的优惠券秒杀业务中,查询优惠券、查询订单、减库存、创建订单都是直接访问的MySQL数据库,其中减库存和创建订单是写操作,当高并发的时候会给数据库造成较大的压力。

    基于阻塞队列的异步解决办法:

     在redis中:

    利用string结构保存优惠券的库存

    利用set集合(可以存多个值且不可重复)来实现一人一单功能:

     同时利用lua脚本实现上述两个操作的原子性

     基于Redis完成秒杀资格判断

    需求:

    新增秒杀优惠券的同时,将优惠券信息保存到 Redis
    1. // 保存秒杀库存到Redis中
    2. stringRedisTemplate.opsForValue()
    3. .set(SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(), voucher.getStock().toString());
    基于 Lua 脚本,判断秒杀库存、一人一单,决定用户是否抢购成功
    1. -- 1.参数列表
    2. -- 1.1.优惠券id
    3. local voucherId = ARGV[1]
    4. -- 1.2.用户id
    5. local userId = ARGV[2]
    6. -- 1.3.订单id
    7. local orderId = ARGV[3]
    8. -- 2.数据key
    9. -- 2.1.库存key
    10. local stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId
    11. -- 2.2.订单key
    12. local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId
    13. -- 3.脚本业务
    14. -- 3.1.判断库存是否充足 get stockKey
    15. if(tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then
    16. -- 3.2.库存不足,返回1
    17. return 1
    18. end
    19. -- 3.2.判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userId
    20. if(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
    21. -- 3.3.存在,说明是重复下单,返回2
    22. return 2
    23. end
    24. -- 3.4.扣库存 incrby stockKey -1
    25. redis.call('incrby', stockKey, -1)
    26. -- 3.5.下单(保存用户)sadd orderKey userId
    27. redis.call('sadd', orderKey, userId)
    28. -- 3.6.发送消息到队列中, XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
    29. redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
    30. return 0
    1. public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
    2. Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    3. long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
    4. // 1.执行lua脚本
    5. Long result = stringRedisTemplate.execute(
    6. SECKILL_SCRIPT,
    7. Collections.emptyList(),
    8. voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId)
    9. );
    10. int r = result.intValue();
    11. // 2.判断结果是否为0
    12. if (r != 0) {
    13. // 2.1.不为0 ,代表没有购买资格
    14. return Result.fail(r == 1 ? "库存不足" : "不能重复下单");
    15. }
    16. // 3.返回订单id
    17. return Result.ok(orderId);
    18. }

     基于阻塞队列实现秒杀异步下单

    如果抢购成功,将优惠券 id 和用户 id 封装后存入阻塞队列

    开启线程任务,不断从阻塞队列中获取信息,实现异步下单功能
    1. private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
    2. @PostConstruct //当前类初始化完毕就执行这个任务
    3. private void init() {
    4. SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
    5. }
    6. private BlockingQueue<VoucherOrder> orderTasks = new ArrayBlockingQueue<>(1024 * 1024);
    7. private class VoucherOrderHandler implements Runnable{
    8. @Override
    9. public void run() {
    10. while (true){
    11. try {
    12. // 1.获取队列中的订单信息
    13. VoucherOrder voucherOrder = orderTasks.take();
    14. // 2.创建订单
    15. createVoucherOrder(voucherOrder);
    16. } catch (Exception e) {
    17. log.error("处理订单异常", e);
    18. }
    19. }
    20. }
    21. }

     Redis消息队列实现异步秒杀

    基于JVM实现的异步秒杀存在两个问题,一个是JVM内存有限,当有大量并发的时候就有可能超过JVM内存上限,二是数据安全问题,JVM的阻塞队列没有持久化机制,当出现宕机或者发生异常时,订单就会丢失。所以使用消息队列解决这两个问题:

     基于List模拟消息队列

     队列是入口和出口不在一边,因此我们可以利用:LPUSH 结合 RPOP、或者 RPUSH 结合 LPOP来实现。不过要注意的是,当队列中没有消息时RPOPLPOP操作会返回null,并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP或者BLPOP来实现阻塞效果。

    基于List的消息队列有哪些优缺点?

    优点:

    • 利用Redis存储,不受限于JVM内存上限
    • 基于Redis的持久化机制,数据安全性有保证
    • 可以满足消息有序性

    缺点:

    • 无法避免消息丢失
    • 只支持单消费者

     基于PunSub的消息队列

    消费者可以订阅一个或多个channel,生产者向对应channel发送消息后,所有订阅者都能收到相关消息。

      SUBSCRIBE channel [channel] :订阅一个或多个频道
      PUBLISH channel msg :向一个频道发送消息
     PSUBSCRIBE pattern[pattern] :订阅与pattern格式匹配的所有频道

     

    基于PubSub的消息队列有哪些优缺点?

    优点:

    • 采用发布订阅模型,支持多生产、多消费

    缺点:

    • 不支持数据持久化
    • 无法避免消息丢失
    • 消息堆积有上限,超出时数据丢失

    基于stream的消息队列 

    Stream Redis 5.0 引入的一种新数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列。

     

    注意:当我们指定起始ID$时,代表读取最新的消息,如果我们处理一条消息的过程中,又有超过1条以上的消息到达队列,则下次获取时也只能获取到最新的一条,会出现漏读消息的问题。

    STREAM类型消息队列的XREAD命令特点:

    • 消息可回溯
    • 一个消息可以被多个消费者读取
    • 可以阻塞读取
    • 有消息漏读的风险

     基于stream的消息队列——消费者组

     消费者组(Consumer Group):将多个消费者划分到一个组中,监听同一个队列。具备下列特点:

     

     

     

    STREAM类型消息队列的XREADGROUP命令特点:

    • 消息可回溯
    • 可以多消费者争抢消息,加快消费速度
    • 可以阻塞读取
    • 没有消息漏读的风险
    • 有消息确认机制,保证消息至少被消费一次

     基于stream的消息队列实现异步秒杀下单 

     

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/PnJgHT/article/details/125523325