1. 秒杀优化-异步秒杀思路
我们来回顾一下下单流程
当用户发起请求，此时会请求nginx，nginx会访问到tomcat，而tomcat中的程序，会进行串行操作，分成如下几个步骤
1、查询优惠卷
2、判断秒杀库存是否足够
3、查询订单
4、校验是否是一人一单
5、扣减库存
6、创建订单
在这六步操作中，又有很多操作是要去操作数据库的，而且还是一个线程串行执行， 这样就会导致我们的程序执行的很慢，所以我们需要异步程序执行，那么如何加速呢？
在这里笔者想给大家分享一下课程内没有的思路，看看有没有小伙伴这么想，比如，我们可以不可以使用异步编排来做，或者说我开启N多线程，N多个线程，一个线程执行查询优惠卷，一个执行判断扣减库存，一个去创建订单等等，然后再统一做返回，这种做法和课程中有哪种好呢？答案是课程中的好，因为如果你采用我刚说的方式，如果访问的人很多，那么线程池中的线程可能一下子就被消耗完了，而且你使用上述方案，最大的特点在于，你觉得时效性会非常重要，但是你想想是吗？并不是，比如我只要确定他能做这件事，然后我后边慢慢做就可以了，我并不需要他一口气做完这件事，所以我们应当采用的是课程中，类似消息队列的方式来完成我们的需求，而不是使用线程池或者是异步编排的方式来完成这个需求
优化方案：我们将耗时比较短的逻辑判断放入到redis中，比如是否库存足够，比如是否一人一单，这样的操作，只要这种逻辑可以完成，就意味着我们是一定可以下单完成的，我们只需要进行快速的逻辑判断，根本就不用等下单逻辑走完，我们直接给用户返回成功， 再在后台开一个线程，后台线程慢慢的去执行queue里边的消息，这样程序不就超级快了吗？而且也不用担心线程池消耗殆尽的问题，因为这里我们的程序中并没有手动使用任何线程池，当然这里边有两个难点
第一个难点是我们怎么在redis中去快速校验一人一单，还有库存判断
第二个难点是由于我们校验和tomct下单是两个线程，那么我们如何知道到底哪个单他最后是否成功，或者是下单完成，为了完成这件事我们在redis操作完之后，我们会将一些信息返回给前端，同时也会把这些信息丢到异步queue中去，后续操作中，可以通过这个id来查询我们tomcat中的下单逻辑是否完成了。
我们现在来看看整体思路：当用户下单之后，判断库存是否充足只需要导redis中去根据key找对应的value是否大于0即可，如果不充足，则直接结束，如果充足，继续在redis中判断用户是否可以下单，如果set集合中没有这条数据，说明他可以下单，如果set集合中没有这条记录，则将userId和优惠卷存入到redis中，并且返回0，整个过程需要保证是原子性的，我们可以使用lua来操作
当以上判断逻辑走完之后，我们可以判断当前redis中返回的结果是否是0 ，如果是0，则表示可以下单，则将之前说的信息存入到到queue中去，然后返回，然后再来个线程异步的下单，前端可以通过返回的订单id来判断是否下单成功。
2. 秒杀优化-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中
- 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
- 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
新增秒杀优惠券的同时，将优惠券的信息保存到Redis中
@Override
@Transactional
public void addSeckillVoucher(Voucher voucher) {
// 保存优惠券
save(voucher);
// 保存秒杀信息
SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher();
seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId());
seckillVoucher.setStock(voucher.getStock());
seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime());
seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime());
seckillVoucherService.save(seckillVoucher);
// 保存秒杀库存到Redis中
//SECKILL_STOCK_KEY 这个变量定义在RedisConstans中
//private static final String SECKILL_STOCK_KEY ="seckill:stock:"
stringRedisTemplate.opsForValue().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
-- 1.参数列表
-- 1.1.优惠券id
local voucherId = ARGV[1]
-- 1.2.用户id
local userId = ARGV[2]
-- 1.3.订单id
local orderId = ARGV[3]
-- 2.数据key
-- 2.1.库存key
local stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId
-- 2.2.订单key
local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId
-- 3.脚本业务
-- 3.1.判断库存是否充足 get stockKey
if(tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then
-- 3.2.库存不足，返回1
return 1
end
-- 3.2.判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userId
if(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
-- 3.3.存在，说明是重复下单，返回2
return 2
end
-- 3.4.扣库存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.5.下单（保存用户）sadd orderKey userId
redis.call('sadd', orderKey, userId)
--发送消息到stream队列中， XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
--redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
return 0如果抢购成功，将优惠券id和用户id封装后存入阻塞队列
@Override
public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
//获取用户
Long userId = UserHolder.getUser().getId();
long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
// 1.执行lua脚本
Long result = stringRedisTemplate.execute(
SECKILL_SCRIPT,
Collections.emptyList(),
voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId)
);
int r = result.intValue();
// 2.判断结果是否为0
if (r != 0) {
// 2.1.不为0 ，代表没有购买资格
return Result.fail(r == 1 ? "库存不足" : "不能重复下单");
}
//TODO 保存阻塞队列
// 3.返回订单id
return Result.ok(orderId);
}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
3. 秒杀优化-基于阻塞队列实现秒杀优化
VoucherOrderServiceImpl
修改下单动作，现在我们去下单时，是通过lua表达式去原子执行判断逻辑，如果判断我出来不为0 ，则要么是库存不足，要么是重复下单，返回错误信息，如果是0，则把下单的逻辑保存到队列中去，然后异步执行
@Resource
private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;
@Resource
private RedisIdWorker redisIdWorker;
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@Resource
private RedissonClient redissonClient;
private static final DefaultRedisScript<Long> SECKILL_SCRIPT;
static {
SECKILL_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
SECKILL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("seckill.lua"));
SECKILL_SCRIPT.setResultType(Long.class);
}
/**
* 阻塞队列：当线程尝试从队列中获取元素时，如果没有元素线程会阻塞，直到队列中元素，线程才会被唤醒，并获取元素
*/
private BlockingQueue<VoucherOrder> ordersTask = new ArrayBlockingQueue<>(1024 * 1024);
/**
* 线程池：异步线程，执行保存订单到数据库
*/
private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
/**
* PostConstruct注解，什么时候执行？在用户秒杀执行之前去执行，这个任务在这个类初始化之后就来执行submit
*/
@PostConstruct
private void init() {
SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
}
/**
* 异步线程，从阻塞队列中取出订单信息，执行保存订单到数据库
*/
private class VoucherOrderHandler implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (true){
// 只要队列中有，就不断去取,不用担心陷入死循环，因为take()还有队列中有才会取，没有就不会拿
try {
VoucherOrder voucherOrder = ordersTask.take();
// 创建订单
handleVoucherOrder(voucherOrder);
} catch (Exception e) {
log.error("订单异常信息",e);
}
}
}
}
// 代理对象
private IVoucherOrderService proxy;
/**
* 处理订单
* @param voucherOrder
*/
private void handleVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
// 用户id，不能从UserHolder取，因为是从线程池中取得线程，不是主线程
Long userId = voucherOrder.getId();
// 创建锁对象(注意要拼接用户id，实现单个用户的一人一单，只有同一个id的请求打来时才要进行锁定)
RLock lock = redissonClient.getLock("order:" + userId);
// redissonClient.getLock()无参默认是获取失败就返回
boolean isLock = lock.tryLock();
if(!isLock){
log.error("一人只能抢一次哦~");
return;
}
try {
// 此时获取不到IVoucherOrderService的代理对象，因为线程池是子线程，只有主线程才能在ThreadLocal中取得
// 所以获取代理对象的操作只能在主线程中
// IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
proxy.createVoucherOrder(voucherOrder);
} finally {
lock.unlock();
}
}
@Override
public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
// 获取用户id
Long userId = UserHolder.getUser().getId();
//1. 执行lua脚本
Long result = stringRedisTemplate.execute(
SECKILL_SCRIPT,
Collections.emptyList(),// key参数为0，所以参数传空集合
voucherId.toString(),
userId.toString()
);
//2. 判断是否为0
int i = result.intValue();
if(i != 0) {
//2.1 不为0，没有购买资格
return Result.fail(i == 1 ? "库存不足" : "不能重复下单");
}
//2.2 为0，有购买资格，把下单信息保存到阻塞队列
//3. 创建订单
VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
//3.1 订单id（生成唯一ID）
long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
voucherOrder.setId(orderId);
//3.2 用户id
voucherOrder.setUserId(userId);
//3.3 代金券id
voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
save(voucherOrder);
//3.4 保存阻塞队列
ordersTask.add(voucherOrder);
//3.5 获取代理对象
proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
//4. 返回订单id
return Result.ok(0);
}
@Transactional
public void createVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
// 一人一单
// 用户id
Long userId = voucherOrder.getUserId();
// 查询订单
int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).count();
if (count > 0) {
log.error(("已经抢过咯~"));
return;
}
//5. 扣减库存(MybatisPlus运用)
boolean success = seckillVoucherService.update()
.setSql("stock = stock - 1")// set stock = stock - 1
.eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).gt("stock", 0)// where id = ? and stock = ?
.update();
if (!success) {
// 扣减失败
log.error(("已经抢完咯~"));
return;
}
//6. 创建订单
save(voucherOrder);
}
4. 总结
秒杀业务的优化思路是什么？
- 先利用Redis完成库存余量、一人一单判断，完成抢单业务
- 再将下单业务放入阻塞队列，利用独立线程异步下单
- 基于阻塞队列的异步秒杀存在哪些问题？
-
- 内存限制问题
- 数据安全问题