Redis实现秒杀、抢购业务

前言

我们实际开发中经常遇到定点秒杀业务，比如抢购商品、抢红包等等；这种情况下，一瞬间的并发访问量非常大，若设计不完善可能会出现超卖的现象。通过Redis的列表可以很好起到消峰的作用，同时实现业务之间的解耦。

环境

redis: 5.0.5
wrk: 4.1.0-4 # 压测工具（https://github.com/wg/wrk）
eg: wrk -t12 -c400 -d30s http://127.0.0.1:8080/index.html
    -c, --connections: 连接:保持打开的HTTP连接的总数，每个线程处理N = 连接/线程
    -d, --duration: 持续时间:试验持续时间，如2s, 2m, 2h
    -t, --threads: 要使用的线程总数
    -s, --script: LuaJIT脚本
    -H, --header: 添加到请求的HTTP头文件，例如。“用户代理:wrk
        --latency: 打印详细的延迟统计信息
        --timeout: 如果在这段时间内没有收到响应，则记录超时。

需求

1. 活动：抢购10件商品
2. 使用Redis列表（LIST）实现

方案

1. 判断列表长度是否小于10，如果小于10就向列表加入用户信息，表示用户抢到免单资格，否则就没有抢到；

   代码：seckill_1.php
   connect('127.0.0.1', 6379);
   // 秒杀任务Redis队列名称
   $redis_name = 'seckill';
   
   // 模拟用户ID
   $uid = mt_rand(1, 99999999);
   
   // 如果数量小于10，加入队列
   if ($redis->lLen($redis_name) < 10) {
       // 将用户ID和时间采用%拼接加入队列
       $redis->rPush($redis_name, $uid . '%' . microtime());  
       echo $uid . "秒杀成功\n";
   } else {
       echo "秒杀已结束\n";
   }
   $redis->close();
   
   ---------------------------------------------------------------------------
   接下来我们采用wrk并发测试
   [root@Lewis ~]# /usr/local/wrk/wrk -t12 -c300 -d5s http://127.0.0.1:1010/queue_redis/seckill_1.php
   Running 5s test @ http://127.0.0.1:1010/queue_redis/seckill_1.php
     12 threads and 300 connections
     Thread Stats   Avg      Stdev     Max   +/- Stdev
       Latency   500.58ms  472.27ms   1.99s    71.63%
       Req/Sec    27.74     28.30   242.00     89.31%
     1133 requests in 5.04s, 235.73KB read
     Socket errors: connect 0, read 0, write 0, timeout 294
   Requests/sec:    224.60
   Transfer/sec:     46.73KB
   
   正常情况下seckill列表中应该只有十条记录，我们验证一下
   [root@Lewis ~]# redis-cli 
   127.0.0.1:6379> LRANGE seckill 0 -1
    1) "57622090%0.74547100 1578362569"
    2) "96859777%0.74460200 1578362569"
    3) "9940359%0.74467400 1578362569"
    4) "62113889%0.74470900 1578362569"
    5) "10321533%0.74474300 1578362569"
    6) "4424149%0.74484300 1578362569"
    7) "85393877%0.74463800 1578362569"
    8) "11917405%0.74480800 1578362569"
    9) "96283400%0.74453800 1578362569"
   10) "93670956%0.74490200 1578362569"
   11) "55303655%0.74495300 1578362569"
   12) "75197864%0.74501900 1578362569"
   我们发现列表有12条记录，这就是并发所带来的超卖问题。
   
   

    

2.  利用Redis的pop操作的原子性来实现秒杀。先定义一个长度为10的列表，请求时如果能从列表中pop出数据，表示抢购到，否则抢购失败。

   代码：seckill_2.php
   connect('127.0.0.1', 6379);
   $redis_name = 'seckill';
   $new_name = 'lucky_dog';
   
   // 从队列最左侧取出一个值
   $flag = $redis->lPop($redis_name);
   
   // 值不存在,直接范围失败
   if (!$flag) {
       return json_encode(['status' => 0, 'msg' => "秒杀已结束"]);
   }
   // 模拟用户ID
   $uid = mt_rand(1, 99999999);
   // 将有资格用户加入新列表中，以便其他逻辑操作（比如再起一个进程保存到数据库）
   $redis->rPush($new_name, $uid . '%' . microtime());
   $redis->close();
   
   首先，删除seckill列表，向列表中添加10条记录
   127.0.0.1:6379> DEL seckill
   (integer) 1
   127.0.0.1:6379> LPUSH seckill 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
   (integer) 10
   
   然后用wrk压测
   [root@Lewis ~]# /usr/local/wrk/wrk -t12 -c300 -d5s http://127.0.0.1:1010/queue_redis/seckill_2.php
   Running 5s test @ http://127.0.0.1:1010/queue_redis/seckill_2.php
     12 threads and 300 connections
     Thread Stats   Avg      Stdev     Max   +/- Stdev
       Latency   481.78ms  461.79ms   1.97s    68.52%
       Req/Sec    27.36     22.61   141.00     85.84%
     1583 requests in 5.06s, 295.27KB read
     Socket errors: connect 0, read 0, write 0, timeout 58
   Requests/sec:    312.68
   Transfer/sec:     58.32KB
   
   最后Redis验证结果
   127.0.0.1:6379> LRANGE seckill 0 -1
   (empty list or set)
   127.0.0.1:6379> LRANGE lucky_dog 0 -1
    1) "85047694%0.79134800 1578367304"
    2) "24375119%0.79158500 1578367304"
    3) "38742237%0.79166800 1578367304"
    4) "48787460%0.79199000 1578367304"
    5) "71600652%0.78556500 1578367304"
    6) "64137637%0.78562400 1578367304"
    7) "75032333%0.78537600 1578367304"
    8) "61620233%0.78551300 1578367304"
    9) "68069808%0.78525800 1578367304"
   10) "74514593%0.79245800 1578367304"
   结果符合预期结果