PHP设计12306.cn （转载）

在知乎上看到的问题与答案，觉得非常值得学习与思考，在此记录一下：
值得注意的是原答主忽略了一种购票逻辑，我咨询后，答主也同意我的想法。

原答案：

举例说明,用PHP+MySQL实现12306购票和退票以及余票查询逻辑.
普通商品的库存之间没有关联性,库存量都是确定的.
火车票跟普通商品不同,同一车次不同路段的车票的库存可能会相互影响.
所以数据库中不应存储某个车次某个路段的余票数量,而应存储该车次该路段已售的车票数量.
也就是普通商品存的是剩下的,而火车票存的是已售的.

车票表:
(车次, 路段(区间), 已售, 限售, 已售座位, 出发日)
(1024, [1,2], 0)
(1024, [1,2,3], 0)
(1024, [1,2,3,4], 0)
(1024, [2,3], 0)
(1024, [2,3,4], 0)
(1024, [3,4], 0)
主键是自增字段,”车次”+”路段”这2个字段组成联合索引,添加唯一约束.
优化并发时,可以考虑根据”出发日”或”车次”进行分表分库.
路段[1,2,3]的含义是:从车站1上车,经过车站2(停站),到车站3下车,编号有序.
如果要给不同的路段配置不同的出票限额,可以添加一个”限售”字段.

购票逻辑:
例如用户购买路段[2,3,4]的车票时,
程序找出包含[2,3,4]的路段如[1,2,3,4]已售的票,
以及[2,3,4]包含的子路段如[2,3]和[3,4]已售的票,
如果三者的票合计小于500(这里假设列车满载为500人),
则用户能够购票,即[2,3,4]这个路段已售的票数+1.

SQL购票逻辑如下(以MySQL为例):

SET AUTOCOMMIT=0;
START TRANSACTION; 或 BEGIN; --开启事务
SELECT 已售 FROM 车票表 WHERE 车次=1024
AND 路段 IN ('2,3,4', '2,3', '3,4', '1,2,3,4') FOR UPDATE;
UPDATE 车票表 SET 已售=(已售+1) WHERE 车次=1024 AND 路段='2,3,4';
COMMIT; --提交事务
SET AUTOCOMMIT=1;

上述购票逻辑,关键在于找到WHERE条件IN中的路段,步骤如下:

1.找出包含一个路段如[2,3,4]的其他路段:
SELECT 路段 FROM 车票表 WHERE 车次=1024 AND 路段 LIKE ‘%2,3,4%’;
一个车次至多也就包含几百个路段,所以LIKE模糊查询几百条记录性能完全可以接受.
在本例中得到:
[1,2,3,4]

2.找出一个路段如[2,3,4]里的子路段算法(以PHP为例):

function section(array $arr, array &$tmp) {
$size = count($arr);
if ($size == 1) return;
for ($i = 2; $i <= $size; $i++) {
// 从位置0开始,取$i个元素,不影响输入的数组.
$tmp[] = array_slice($arr, 0, $i);
}
array_shift($arr); // 删除数组开头元素
section($arr, $tmp); // 递归
}
$arr = array(2,3,4);
$tmp = array();
section($arr, $tmp);
var_export($tmp);

在本例中得到:
[2,3]
[2,3,4]
[3,4]
第一轮得到[2,3],[2,3,4],摘掉头元素2进行下一轮.
第二轮得到[3,4],摘掉头元素3进行下一轮.
当数组元素数量等于1时,结束递归.
优化:跟某个路段相关的路段其实可以事先计算出来保存起来.

极端车次: 深圳北-北京北 K106车次 途径26站

echo implode(',', range(1, 26));
找出路段[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26]的子路段:
$tmp = array();
section(range(1, 26), $tmp);
foreach ($tmp as &$v) {
$v = implode(',', $v);
$v = "[{$v}]";
}
var_export($tmp);

当购买起点站到终点站的车票时,路段IN查询中有326个条件,因为26个站包含325个子路段.
也就是该车次的所有路段都会被SELECT FOR UPDATE锁定.
不过这时可以不用路段IN条件进行锁定,直接用车次字段进行锁定即可.

退票逻辑:
退票逻辑比购票逻辑简单得多,直接给对应车次,对应路段的已售车票-1即可:
UPDATE 车票表 SET 已售=(已售-1) WHERE 车次=1024 AND 路段=’2,3,4’;

余票查询逻辑:
例如查询车次1024上路段[2,3,4]的余票:
SELECT 已售 FROM 车票表 WHERE 车次=1024 AND 路段 IN (‘2,3,4’, ‘2,3’, ‘3,4’, ‘1,2,3,4’);
这里假设列车满载为500人,用500减去上述路段已售车票的和就是路段[2,3,4]上的余票.
可以使用MySQL内存表或Redis缓存余票查询结果,购票和退票时更新缓存.

座位分配逻辑:
一列火车,其座位都是固定的,存储每列火车的座位的数据表没什么可说的.
至于座位分配,可以在车票表里增加一个”已售座位”的字段.
用户成功购票时,从”待售座位”中取一个分配给用户并更新”已售座位”字段.
“待售座位”为”所有座位”去掉相关路段”已售座位”后的座位.

SET AUTOCOMMIT=0;
BEGIN;
SELECT 已售,已售座位 FROM 车票表
WHERE 车次=1024 AND 路段 IN ('2,3,4', '2,3', '3,4', '1,2,3,4') FOR UPDATE;
UPDATE 车票表 SET 已售=(已售+1), 已售座位=CONCAT(已售座位,分配座位)
WHERE 车次=1024 AND 路段='2,3,4';
COMMIT;
SET AUTOCOMMIT=1;

其中CONCAT相比直接赋值,能够减少传递给MySQL的数据量.
车票表中”已售座位”字段存储”座位编号”.
座位表: 座位编号, 列车, 车厢, 座位

纠错内容:
补充(纠错):经评论里的网友提醒,纠错如下:应该找出跟目标路段[2,3,4]有交集(相交元素>=2)的路段,比如还包括[1,2,3].算法如下:

$all = array(1,2,3,4);
section($all, $sub); // 找到该车次包含的所有路段
$target = array(2,3,4); // 目标路段
$related = array(); // 目标路段的相关路段
foreach ($sub as $v) {
    $intersect = array_intersect($target, $v);
    if (count($intersect) >= 2) {
        $related[] = $v;
    }
}
var_export($related);
// 得到
[1,2,3] 之前没有考虑类似这样的情况
[1,2,3,4]
[2,3]
[2,3,4]
[3,4]

作者：eechen
链接：https://www.zhihu.com/question/20017917/answer/268401471
来源：知乎
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