PHP 结合redis实现高并发下抢购、秒杀

抢购、秒杀是如今很常见的一个应用场景，主要需要解决的问题有两个：
1 高并发对数据库产生的压力
2 竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）
对于第一个问题，已经很容易想到用缓存来处理抢购，避免直接操作数据库，例如使用Redis。
重点在于第二个问题

常规写法：

查询出对应商品的库存，看是否大于0，然后执行生成订单等操作，但是在判断库存是否大于0处，如果在高并发下就会有问题，导致库存量出现负数

1.  
   <?php
2.  
   $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
3.  
   if(!$conn){
4.  
   echo "connect failed";
5.  
   exit;
6.  
   }
7.  
   mysql_select_db("big",$conn);
8.  
   mysql_query("set names utf8");
9.  
    
10.  
    $price=10;
11.  
    $user_id=1;
12.  
    $goods_id=1;
13.  
    $sku_id=11;
14.  
    $number=1;
15.  
     
16.  
    //生成唯一订单
17.  
    function build_order_no(){
18.  
    return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19.  
    }
20.  
    //记录日志
21.  
    function insertLog($event,$type=0){
22.  
    global $conn;
23.  
    $sql="insert into ih_log(event,type)
24.  
    values('$event','$type')";
25.  
    mysql_query($sql,$conn);
26.  
    }
27.  
     
28.  
    //模拟下单操作
29.  
    //库存是否大于0
30.  
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";//解锁 此时ih_store数据中goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' 的数据被锁住(注3)，其它事务必须等待此次事务 提交后才能执行
31.  
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
32.  
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
33.  
    if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
34.  
    $order_sn=build_order_no();
35.  
    //生成订单
36.  
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
37.  
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
38.  
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
39.  
     
40.  
    //库存减少
41.  
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
42.  
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
43.  
    if(mysql_affected_rows()){
44.  
    insertLog('库存减少成功');
45.  
    }else{
46.  
    insertLog('库存减少失败');
47.  
    }
48.  
    }else{
49.  
    insertLog('库存不够');
50.  
    }
51.  
    ?>

优化方案1：将库存字段number字段设为unsigned，当库存为0时，因为字段不能为负数，将会返回false

1.  
   //库存减少
2.  
   $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
3.  
   $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
4.  
   if(mysql_affected_rows()){
5.  
   insertLog('库存减少成功');
6.  
   }

优化方案2：使用mysql的事务，锁住操作的行

1.  
   <?php
2.  
   $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
3.  
   if(!$conn){
4.  
   echo "connect failed";
5.  
   exit;
6.  
   }
7.  
   mysql_select_db("big",$conn);
8.  
   mysql_query("set names utf8");
9.  
    
10.  
    $price=10;
11.  
    $user_id=1;
12.  
    $goods_id=1;
13.  
    $sku_id=11;
14.  
    $number=1;
15.  
     
16.  
    //生成唯一订单号
17.  
    function build_order_no(){
18.  
    return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19.  
    }
20.  
    //记录日志
21.  
    function insertLog($event,$type=0){
22.  
    global $conn;
23.  
    $sql="insert into ih_log(event,type)
24.  
    values('$event','$type')";
25.  
    mysql_query($sql,$conn);
26.  
    }
27.  
     
28.  
    //模拟下单操作
29.  
    //库存是否大于0
30.  
    mysql_query("BEGIN"); //开始事务
31.  
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此时这条记录被锁住,其它事务必须等待此次事务提交后才能执行
32.  
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
33.  
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
34.  
    if($row['number']>0){
35.  
    //生成订单
36.  
    $order_sn=build_order_no();
37.  
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
38.  
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
39.  
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
40.  
     
41.  
    //库存减少
42.  
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
43.  
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
44.  
    if(mysql_affected_rows()){
45.  
    insertLog('库存减少成功');
46.  
    mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁
47.  
    }else{
48.  
    insertLog('库存减少失败');
49.  
    }
50.  
    }else{
51.  
    insertLog('库存不够');
52.  
    mysql_query("ROLLBACK");
53.  
    }
54.  
    ?>

优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁

1.  
   <?php
2.  
   $conn=mysql_connect("localhost","root","123456");
3.  
   if(!$conn){
4.  
   echo "connect failed";
5.  
   exit;
6.  
   }
7.  
   mysql_select_db("big-bak",$conn);
8.  
   mysql_query("set names utf8");
9.  
    
10.  
    $price=10;
11.  
    $user_id=1;
12.  
    $goods_id=1;
13.  
    $sku_id=11;
14.  
    $number=1;
15.  
     
16.  
    //生成唯一订单号
17.  
    function build_order_no(){
18.  
    return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19.  
    }
20.  
    //记录日志
21.  
    function insertLog($event,$type=0){
22.  
    global $conn;
23.  
    $sql="insert into ih_log(event,type)
24.  
    values('$event','$type')";
25.  
    mysql_query($sql,$conn);
26.  
    }
27.  
     
28.  
    $fp = fopen("lock.txt", "w+");
29.  
    if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
30.  
    echo "系统繁忙，请稍后再试";
31.  
    return;
32.  
    }
33.  
    //下单
34.  
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
35.  
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
36.  
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
37.  
    if($row['number']>0){//库存是否大于0
38.  
    //模拟下单操作
39.  
    $order_sn=build_order_no();
40.  
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
41.  
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
42.  
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
43.  
     
44.  
    //库存减少
45.  
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
46.  
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
47.  
    if(mysql_affected_rows()){
48.  
    insertLog('库存减少成功');
49.  
    flock($fp,LOCK_UN);//释放锁
50.  
    }else{
51.  
    insertLog('库存减少失败');
52.  
    }
53.  
    }else{
54.  
    insertLog('库存不够');
55.  
    }
56.  
    fclose($fp);

优化方案4：使用redis队列，因为pop操作是原子的，即使有很多用户同时到达，也是依次执行，推荐使用（mysql事务在高并发下性能下降很厉害，文件锁的方式也是）

先将商品库存如队列

1.  
   <?php
2.  
   $store=1000;
3.  
   $redis=new Redis();
4.  
   $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
5.  
   $res=$redis->llen('goods_store');
6.  
   echo $res;
7.  
   $count=$store-$res;
8.  
   for($i=0;$i<$count;$i++){
9.  
   $redis->lpush('goods_store',1);
10.  
    }
11.  
    echo $redis->llen('goods_store');
12.  
    ?>

抢购、描述逻辑

1.  
   <?php
2.  
   $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
3.  
   if(!$conn){
4.  
   echo "connect failed";
5.  
   exit;
6.  
   }
7.  
   mysql_select_db("big",$conn);
8.  
   mysql_query("set names utf8");
9.  
    
10.  
    $price=10;
11.  
    $user_id=1;
12.  
    $goods_id=1;
13.  
    $sku_id=11;
14.  
    $number=1;
15.  
     
16.  
    //生成唯一订单号
17.  
    function build_order_no(){
18.  
    return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
19.  
    }
20.  
    //记录日志
21.  
    function insertLog($event,$type=0){
22.  
    global $conn;
23.  
    $sql="insert into ih_log(event,type)
24.  
    values('$event','$type')";
25.  
    mysql_query($sql,$conn);
26.  
    }
27.  
     
28.  
    //模拟下单操作
29.  
    //下单前判断redis队列库存量
30.  
    $redis=new Redis();
31.  
    $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
32.  
    $count=$redis->lpop('goods_store');
33.  
    if(!$count){
34.  
    insertLog('error:no store redis');
35.  
    return;
36.  
    }
37.  
     
38.  
    //生成订单
39.  
    $order_sn=build_order_no();
40.  
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
41.  
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
42.  
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
43.  
     
44.  
    //库存减少
45.  
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
46.  
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
47.  
    if(mysql_affected_rows()){
48.  
    insertLog('库存减少成功');
49.  
    }else{
50.  
    insertLog('库存减少失败');
51.  
    }

模拟5000高并发测试
webbench -c 5000 -t 60 http://192.168.1.198/big/index.php
ab -r -n 6000 -c 5000  http://192.168.1.198/big/index.php

上述只是简单模拟高并发下的抢购，真实场景要比这复杂很多，很多注意的地方
如抢购页面做成静态的，通过ajax调用接口
再如上面的会导致一个用户抢多个，思路：
需要一个排队队列和抢购结果队列及库存队列。高并发情况，先将用户进入排队队列，用一个线程循环处理从排队队列取出一个用户，判断用户是否已在抢购结果队列，如果在，则已抢购，否则未抢购，库存减1，写数据库，将用户入结果队列。

测试数据表

1.  
   --
2.  
   -- 数据库: `big`
3.  
   --
4.  
    
5.  
   -- --------------------------------------------------------
6.  
    
7.  
   --
8.  
   -- 表的结构 `ih_goods`
9.  
   --
10.  
     
11.  
     
12.  
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_goods` (
13.  
      `goods_id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
14.  
      `cat_id` int(11) NOT NULL,
15.  
      `goods_name` varchar(255) NOT NULL,
16.  
      PRIMARY KEY (`goods_id`)
17.  
    ) ENGINE=MyISAM  DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=2 ;
18.  
     
19.  
     
20.  
    --
21.  
    -- 转存表中的数据 `ih_goods`
22.  
    --
23.  
     
24.  
     
25.  
    INSERT INTO `ih_goods` (`goods_id`, `cat_id`, `goods_name`) VALUES
26.  
    (1, 0, '小米手机');
27.  
     
28.  
    -- --------------------------------------------------------
29.  
     
30.  
    --
31.  
    -- 表的结构 `ih_log`
32.  
    --
33.  
     
34.  
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_log` (
35.  
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
36.  
    `event` varchar(255) NOT NULL,
37.  
    `type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '0',
38.  
    `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
39.  
    PRIMARY KEY (`id`)
40.  
    ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 AUTO_INCREMENT=1 ;
41.  
     
42.  
    --
43.  
    -- 转存表中的数据 `ih_log`
44.  
    --
45.  
     
46.  
     
47.  
    -- --------------------------------------------------------
48.  
     
49.  
    --
50.  
    -- 表的结构 `ih_order`
51.  
    --
52.  
     
53.  
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_order` (
54.  
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
55.  
    `order_sn` char(32) NOT NULL,
56.  
    `user_id` int(11) NOT NULL,
57.  
    `status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
58.  
    `goods_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
59.  
    `sku_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
60.  
    `price` float NOT NULL,
61.  
    `addtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
62.  
    PRIMARY KEY (`id`)
63.  
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单表' AUTO_INCREMENT=1 ;
64.  
     
65.  
    --
66.  
    -- 转存表中的数据 `ih_order`
67.  
    --
68.  
     
69.  
     
70.  
    -- --------------------------------------------------------
71.  
     
72.  
    --
73.  
    -- 表的结构 `ih_store`
74.  
    --
75.  
     
76.  
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `ih_store` (
77.  
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
78.  
    `goods_id` int(11) NOT NULL,
79.  
    `sku_id` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
80.  
    `number` int(10) NOT NULL DEFAULT '0',
81.  
    `freez` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '虚拟库存',
82.  
    PRIMARY KEY (`id`)
83.  
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='库存' AUTO_INCREMENT=2 ;
84.  
     
85.  
    --
86.  
    -- 转存表中的数据 `ih_store`
87.  
    --
88.  
     
89.  
    INSERT INTO `ih_store` (`id`, `goods_id`, `sku_id`, `number`, `freez`) VALUES
90.  
    (1, 1, 11, 500, 0);