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  • PHP和Redis实现在高并发下的抢购及秒杀功能示例详解

    抢购、秒杀是平常很常见的场景，面试的时候面试官也经常会问到，比如问你淘宝中的抢购秒杀是怎么实现的等等。

    抢购、秒杀实现很简单，但是有些问题需要解决，主要针对两个问题：

    一、高并发对数据库产生的压力
    二、竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）

    第一个问题，对于PHP来说很简单，用缓存技术就可以缓解数据库压力，比如memcache，redis等缓存技术。
    第二个问题就比较复杂点：

    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='$sku_id'";
    31. //解锁 此时ih_store数据中goods_id='$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
    32. $rs=mysql_query($sql,$conn);
    33. $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    34. if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
    35.     $order_sn=build_order_no();
    36.     //生成订单
    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.     }else{
    47.         insertLog('库存减少失败');
    48.     }
    49. }else{
    50.     insertLog('库存不够');
    51. }
    复制代码
     

    出现这种情况怎么办呢？来看几种优化方法：

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

    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. }
    复制代码
     

    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);
    复制代码
     

    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');
    复制代码
     

    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. }
    复制代码
     

    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。
    我之间做商城项目的时候，在秒杀这一块我直接用的redis，这段时间看了看上面的几种方法，虽然各有不同，但是实现目的都一样的，各位自己选择，开心就好。

    抢购、秒杀是平常很常见的场景，面试的时候面试官也经常会问到，比如问你淘宝中的抢购秒杀是怎么实现的等等。

     

    抢购、秒杀实现很简单，但是有些问题需要解决，主要针对两个问题：

     

    一、高并发对数据库产生的压力

    二、竞争状态下如何解决库存的正确减少（"超卖"问题）

     

    第一个问题，对于PHP来说很简单，用缓存技术就可以缓解数据库压力，比如memcache，redis等缓存技术。

    第二个问题就比较复杂点：

     

    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。

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    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    //模拟下单操作
    //库存是否大于0
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    if($row['number']>0){//高并发下会导致超卖
        $order_sn=build_order_no();
        //生成订单
        $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
        values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
        $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
          
        //库存减少
        $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
        $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
        if(mysql_affected_rows()){
            insertLog('库存减少成功');
        }else{
            insertLog('库存减少失败');
        }
    }else{
        insertLog('库存不够');
    }

    出现这种情况怎么办呢？来看几种优化方法：

     

    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

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    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

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    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单号
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    //模拟下单操作
    //库存是否大于0
    mysql_query("BEGIN");   //开始事务
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$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
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    if($row['number']>0){
        //生成订单
        $order_sn=build_order_no();
        $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
        values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
        $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
          
        //库存减少
        $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
        $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
        if(mysql_affected_rows()){
            insertLog('库存减少成功');
            mysql_query("COMMIT");//事务提交即解锁
        }else{
            insertLog('库存减少失败');
        }
    }else{
        insertLog('库存不够');
        mysql_query("ROLLBACK");
    }

     

    优化方案3：使用非阻塞的文件排他锁

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    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","root","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big-bak",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单号
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    $fp = fopen("lock.txt", "w+");
    if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
        echo "系统繁忙，请稍后再试";
        return;
    }
    //下单
    $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
    $rs=mysql_query($sql,$conn);
    $row=mysql_fetch_assoc($rs);
    if($row['number']>0){//库存是否大于0
        //模拟下单操作
        $order_sn=build_order_no();
        $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
        values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
        $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
          
        //库存减少
        $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
        $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
        if(mysql_affected_rows()){
            insertLog('库存减少成功');
            flock($fp,LOCK_UN);//释放锁
        }else{
            insertLog('库存减少失败');
        }
    }else{
        insertLog('库存不够');
    }
    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

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    <?php
    $store=1000;
    $redis=new Redis();
    $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
    $res=$redis->llen('goods_store');
    echo $res;
    $count=$store-$res;
    for($i=0;$i<$count;$i++){
        $redis->lpush('goods_store',1);
    }
    echo $redis->llen('goods_store');

     

    抢购、描述逻辑

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    <?php
    $conn=mysql_connect("localhost","big","123456");
    if(!$conn){
        echo "connect failed";
        exit;
    }
    mysql_select_db("big",$conn);
    mysql_query("set names utf8");
      
    $price=10;
    $user_id=1;
    $goods_id=1;
    $sku_id=11;
    $number=1;
      
    //生成唯一订单号
    function build_order_no(){
      return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
    }
    //记录日志
    function insertLog($event,$type=0){
        global $conn;
        $sql="insert into ih_log(event,type)
        values('$event','$type')";
        mysql_query($sql,$conn);
    }
      
    //模拟下单操作
    //下单前判断redis队列库存量
    $redis=new Redis();
    $result=$redis->connect('127.0.0.1',6379);
    $count=$redis->lpop('goods_store');
    if(!$count){
        insertLog('error:no store redis');
        return;
    }
      
    //生成订单
    $order_sn=build_order_no();
    $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
    values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
    $order_rs=mysql_query($sql,$conn);
      
    //库存减少
    $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
    $store_rs=mysql_query($sql,$conn);
    if(mysql_affected_rows()){
        insertLog('库存减少成功');
    }else{
        insertLog('库存减少失败');
    }

    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。

    我之间做商城项目的时候，在秒杀这一块我直接用的redis，这段时间看了看上面的几种方法，虽然各有不同，但是实现目的都一样的，各位自己选择，开心就好。
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