【高并发】秒杀系统架构解密,不是所有的秒杀都是秒杀(升级版)!! (5)

这里,我们思考一个场景:如果在秒杀业务场景中,秒杀的商品被瞬间抢购一空。此时,用户再发起秒杀请求时,如果系统由负载均衡层请求应用层的各个服务,再由应用层的各个服务访问缓存和数据库,其实,本质上已经没有任何意义了,因为商品已经卖完了,再通过系统的应用层进行层层校验已经没有太多意义了!!而应用层的并发访问量是以百为单位的,这又在一定程度上会降低系统的并发度。

为了解决这个问题,此时,我们可以在系统的负载均衡层取出用户发送请求时携带的用户id,商品id和秒杀活动id等信息,直接通过Lua脚本等技术来访问缓存中的库存信息。如果秒杀商品的库存小于或者等于0,则直接返回用户商品已售完的提示信息,而不用再经过应用层的层层校验了。 针对这个架构,我们可以参见本文中的电商系统的架构图(正文开始的第一张图)。

Redis助力秒杀系统

我们可以在Redis中设计一个Hash数据结构,来支持商品库存的扣减操作,如下所示。

seckill:goodsStock:${goodsId}{ totalCount:200, initStatus:0, seckillCount:0 }

在我们设计的Hash数据结构中,有三个非常主要的属性。

totalCount:表示参与秒杀的商品的总数量,在秒杀活动开始前,我们就需要提前将此值加载到Redis缓存中。

initStatus:我们把这个值设计成一个布尔值。秒杀开始前,这个值为0,表示秒杀未开始。可以通过定时任务或者后台操作,将此值修改为1,则表示秒杀开始。

seckillCount:表示秒杀的商品数量,在秒杀过程中,此值的上限为totalCount,当此值达到totalCount时,表示商品已经秒杀完毕。

我们可以通过下面的代码片段在秒杀预热阶段,将要参与秒杀的商品数据加载的缓存。

/** * @author binghe * @description 秒杀前构建商品缓存代码示例 */ public class SeckillCacheBuilder{ private static final String GOODS_CACHE = "seckill:goodsStock:"; private String getCacheKey(String id) { return GOODS_CACHE.concat(id); } public void prepare(String id, int totalCount) { String key = getCacheKey(id); Map<String, Integer> goods = new HashMap<>(); goods.put("totalCount", totalCount); goods.put("initStatus", 0); goods.put("seckillCount", 0); redisTemplate.opsForHash().putAll(key, goods); } }

秒杀开始的时候,我们需要在代码中首先判断缓存中的seckillCount值是否小于totalCount值,如果seckillCount值确实小于totalCount值,我们才能够对库存进行锁定。在我们的程序中,这两步其实并不是原子性的。如果在分布式环境中,我们通过多台机器同时操作Redis缓存,就会发生同步问题,进而引起“超卖”的严重后果。

在电商领域,有一个专业名词叫作“超卖”。顾名思义:“超卖”就是说卖出的商品数量比商品的库存数量多,这在电商领域是一个非常严重的问题。那么,我们如何解决“超卖”问题呢?

Lua脚本完美解决超卖问题

我们如何解决多台机器同时操作Redis出现的同步问题呢?一个比较好的方案就是使用Lua脚本。我们可以使用Lua脚本将Redis中扣减库存的操作封装成一个原子操作,这样就能够保证操作的原子性,从而解决高并发环境下的同步问题。

例如,我们可以编写如下的Lua脚本代码,来执行Redis中的库存扣减操作。

local resultFlag = "0" local n = tonumber(ARGV[1]) local key = KEYS[1] local goodsInfo = redis.call("HMGET",key,"totalCount","seckillCount") local total = tonumber(goodsInfo[1]) local alloc = tonumber(goodsInfo[2]) if not total then    return resultFlag end if total >= alloc + n  then    local ret = redis.call("HINCRBY",key,"seckillCount",n)    return tostring(ret) end return resultFlag

我们可以使用如下的Java代码来调用上述Lua脚本。

public int secKill(String id, int number) {    String key = getCacheKey(id);    Object seckillCount =  redisTemplate.execute(script, Arrays.asList(key), String.valueOf(number));    return Integer.valueOf(seckillCount.toString()); }

这样,我们在执行秒杀活动时,就能够保证操作的原子性,从而有效的避免数据的同步问题,进而有效的解决了“超卖”问题。

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