微服務Spring Boot 整合Redis 阻塞隊列實作異步秒殺下單

文章目錄

• ​​⛅引言​​
• ​​一、秒殺優化 - 異步秒殺思路​​
• ​​二、秒殺優化 - 基于Redis完成秒殺資格判斷​​
• ​​三、基于阻塞隊列完成異步秒殺下單​​
• ​​四、測試程式​​
• ​​五、源碼位址​​
• ​​⛵小結​​

⛅引言

本章節，介紹使用阻塞隊列實作秒殺的優化，采用異步秒殺完成下單的優化！

一、秒殺優化 - 異步秒殺思路

當使用者發起請求，此時會請求nginx，nginx會通路到tomcat，而tomcat中的程式，會進行串行操作，分成如下幾個步驟

1. 查詢優惠卷
2. 判斷秒殺庫存是否足夠
3. 查詢訂單
4. 校驗是否是一人一單
5. 扣減庫存
6. 建立訂單，完成

在以上6個步驟中，我們可以采用怎樣的方式來優化呢？

整體思路：當使用者下單之後，判斷庫存是否充足隻需要導redis中去根據key找對應的value是否大于0即可，如果不充足，則直接結束，如果充足，繼續在redis中判斷使用者是否可以下單，如果set集合中沒有這條資料，說明他可以下單，如果set集合中沒有這條記錄，則将userId和優惠卷存入到redis中，并且傳回0，整個過程需要保證是原子性的，我們可以使用Lua來操作

當以上邏輯走完後，我們可以根據傳回的結果來判斷是否是0，如果是0，則可以下單，可以存入 queue 隊列中，然後傳回，前端可以通過傳回的訂單id來判斷是否下單成功。

二、秒殺優化 - 基于Redis完成秒殺資格判斷

需求：

• 新增秒殺優惠卷的同時，需要将優惠卷資訊儲存在redis中
• 基于Lua腳本實作，判斷秒殺庫存、一人一單，決定使用者是否搶購成功
• 如果搶購成功，将優惠卷id和使用者id封裝後存入阻塞隊列
• 開啟線程任務，不斷從阻塞隊列中擷取資訊，實作異步下單功能

新增優惠卷時，将優惠卷資訊存入Redis

VoucherService

@Override
    @Transactional
    public void addSeckillVoucher(Voucher voucher) {
        // 儲存優惠券
        save(voucher);
        // 儲存秒殺資訊
        SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher();
        seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId());
        seckillVoucher.setStock(voucher.getStock());
        seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime());
        seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime());
        seckillVoucherService.save(seckillVoucher);

        // 儲存秒殺庫至redis  seckill:stock
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(RedisConstants.SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(), voucher.getStock().toString());
    }      

新增優惠卷時，可存入redis資訊

編寫 Lua 腳本，實作秒殺資格判斷

seckill Lua 秒殺腳本

-- 1.參數清單
-- 1.1 優惠卷id
local voucherId = ARGV[1]
-- 1.2 使用者id
local userId = ARGV[2]

-- 2. 資料key
-- 2.1 庫存key 拼接 ..
local stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId
-- 2.2 訂單key 拼接 ..
local orderKey = "seckill:order" .. voucherId

-- 3. 腳本業務
-- 3.1 判斷庫存是否充足
if (tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then
    -- 3.2 庫存不足
    return 1
end
-- 3.2 判斷使用者是否下單 SISMEMBER orderKey userId
if (redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
    -- 3.3 存在，證明是重複下單
    return 2
end
-- 3.4 扣庫存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.5 下單 儲存使用者 sadd orderKey userId
redis.call('sadd', orderKey, userId)
return 0      

三、基于阻塞隊列完成異步秒殺下單

基于阻塞隊列實作異步秒殺下單

核心思路：将請求存入阻塞隊列中 進行緩存，開啟線程池讀取任務并依次處理。

VoucherOrderService

private static final DefaultRedisScript<Long> SECKILL_SCRIPT;

    static {
        SECKILL_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
        SECKILL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("seckill.lua"));
        SECKILL_SCRIPT.setResultType(Long.class);
    }


    private BlockingQueue<VoucherOrder> orderTasks =new ArrayBlockingQueue<>(1024 * 1024);
    private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();

    //項目啟動後執行該方法
    @PostConstruct
    private void init() {
        SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
    }

    // 用于線程池處理的任務
    // 當初始化完畢後 就會去從對列中去拿資訊
    private class VoucherOrderHandler implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            while (true){
                try {
                    // 1.擷取隊列中的訂單資訊
                    VoucherOrder voucherOrder = orderTasks.take();
                    // 2.建立訂單
                    handleVoucherOrder(voucherOrder);
                } catch (Exception e) {
                    log.error("處理訂單異常", e);
                }
            }
        }
    }

    private void handleVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
        //1.擷取使用者
        Long userId = voucherOrder.getUserId();
        // 2.建立鎖對象
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
        // 3.嘗試擷取鎖
        boolean isLock = lock.tryLock();
        // 4.判斷是否獲得鎖成功
        if (!isLock) {
            // 擷取鎖失敗，直接傳回失敗或者重試
            log.error("不允許重複下單！");
            return;
        }
        try {
            //注意：由于是spring的事務是放在threadLocal中，此時的是多線程，事務會失效
            proxy.createVoucherOrder(voucherOrder);
        } finally {
            // 釋放鎖
            lock.unlock();
        }
    }


    // 代理對象
    private IVoucherOrderService proxy;

    @Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        // 擷取使用者
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();

        // 擷取訂單id
        long orderId = redisIdWorker.nextId("order");

        // 1. 執行lua 腳本
        Long result = stringRedisTemplate.execute(
                SECKILL_SCRIPT,
                Collections.emptyList(),
                voucherId.toString(),
                userId.toString(), String.valueOf(orderId)
        );

        int r = result.intValue();

        // 2. 判斷結果是否為0
        if (r != 0) {
            // 2.1 不為0 代表沒有購買資格
            return Result.fail(r == 1 ? "庫存不足" : "不允許重複下單");
        }
        // 2.2 為0，有購買資格 把下單資訊儲存到阻塞隊列
        // 2.2 有購買的資格，建立訂單放入阻塞隊列中
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        // 2.3.訂單id
        voucherOrder.setId(orderId);
        // 2.4.使用者id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        // 2.5.代金券id
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        // 2.6.放入阻塞隊列
        orderTasks.add(voucherOrder);
        //3.擷取代理對象
        proxy = (IVoucherOrderService)AopContext.currentProxy();
        // 2.3 傳回訂單id

        return Result.ok(orderId);
    }


    @Transactional
    public void createVoucherOrder (VoucherOrder voucherOrder){
        // 5.一人一單邏輯
        // 5.1.使用者id
        Long userId = voucherOrder.getUserId();

        // 判斷是否存在
        int count = query().eq("user_id", userId)
                .eq("voucher_id", voucherOrder.getId()).count();

        // 5.2.判斷是否存在
        if (count > 0) {
            // 使用者已經購買過了
            log.error("使用者已經購買過了");
        }

        //6，扣減庫存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock= stock -1") //set stock = stock -1
                .eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).gt("stock",0).update(); //where id = ？ and stock > 0
        // .eq("voucher_id", voucherId).eq("stock",voucher.getStock()).update(); //where id = ？ and stock = ?

        if (!success) {
            //扣減庫存
            log.error("庫存不足！");
        }

        save(voucherOrder);
    }      

四、測試程式

ApiFox 測試程式

測試成功，檢視Redis

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關于測試：新增了1000條使用者資訊，存入資料庫和Redis，token，Jmeter使用Tokens檔案測試1000條并發

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五、源碼位址

源碼位址及 Jmeter測試檔案： 公衆号進行擷取網盤位址，後續我會上傳至百度網盤

⛵小結