Redis消息队列实现异步秒杀
Redis秒杀优化
改进秒杀业务，提高并发性能
需求：
1.新增秒杀优惠券的同时，将优惠券的信息保存到redis中
2.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
3.如果抢购成功，将优惠券id和用户id封装后存入阻塞队列
4.开启线程任务，不断从阻塞队列中获取消息，实现异步下单功能
秒杀业务的优化思路是什么？
1.先利用Redis完成库存余量、一人一单判断，完成抢单业务
2.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那些问题
1.内存限制问题
2.数据安全问题
Redis消息队列实现异步秒杀
消息队列，字面意思就是存放消息的队列，最简单的消息队列模型包括三个角色：
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消息队列：存储和管理消息，也被称为消息代理
-
生产者：发送消息到消息队列
-
消费者：从消息队列获取消息并处理
Redis提供了三种不同的方式来实现消息队列：
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list结构：基于List结构模拟消息队列
-
PubSub:基本的点对点的消息模型
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Stream：比较完善的消息队列模型
基于list结构模拟消息队列
消息队列，字面意思就是存放消息的队列。而Redis的list数据结构是一个双向链表，很容易模拟出队列效果
队列是出口和入口不在一边，因此我们可以利用：LPUSH和LPOP、或者RPUSH和LPOP来实现
不过要注意的是，当队列中没有消息时RPOP和LPOP操作会返回null,并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP和BLPOP来实现阻塞效果
基于List的消息队列有那些优缺点
优点：
1.利用Redis存储，不受限于JVM内存上限
2.基于Redis的持久化机制，数据安全性有保证
3.可以满足消息有序性
缺点：
1.无法避免消息丢失
2.只支持单消费者
基于PubSub的消息队列
PubSub(发布订阅)是Redis2.0版本引入的消息传递模型。顾名思义，消费者可以订阅一个或多个channel,生产者向对应的channel发送消息后，所有订阅者都能收到相关的消息
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SUBSCRIBU channel[channel]:订阅一个或多个频道
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PUBLISH channel msg:向一个频道发送消息
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PSUBSCRIBU pattern[pattern]:订阅与pattern格式匹配的所有频道
基于PubSub的消息队列有那些优缺点：
优点：
1.采用发布订阅模型、支持多生产、多消费
缺点：
1.不支持数据持久化
2.无法避免消息丢失
3.消息堆积有上限，超出时数据丢失
基于Stream的消息队列
Stream 是Redis5.0引入的一种新的数据结构，可以实现一个功能非常完善的消息队列
发送消息的命令：
例如：
读取消息的方式之一：XREAD
XREAD阻塞方式，读取最新的消息：
在业务开发中，我们可以循环的调用XREAD阻塞方式来查询最新消息，从而实现持续监听队列的效果，伪代码如下：
STREAM类型消息模型的XREAD命令特点：
1.消息可回溯
2.一个消息可以被多个消费者读取
3.可以阻塞读取
4.有消息漏读的风险
基于STREAM的消息队列-消费者组
消费者组（Consumer Group）:将多个消费者划分到一个组中，监听头一个队列，具备下列特点
创建消费者组
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key:队列名称
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groupName:消费者组名称
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ID:起始ID标示，$代表队列中最后一个消息，0则代表队列中第一个消息
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MkSTREAM:队列不存在时自动创建队列
其他常见命令
从消费者组读取消息
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grooup:消费者组名称
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consumer:消费者名称，如果消费者不存在，会自动创建一个消费者
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count:本次查询的最大数量
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BLOCK milliseconds:当没有消息时最长等待时间
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NOACK：无需手动ACK,获取到消息后自动确认
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STREAMS KEY:指定队列名称
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ID:获取队列的起始ID:
“>”:从下一个未消费的消息开始
其他：根据指定id从pengding-list中获取已消费但未确认的消息，例如0，是从pengding-list中的第一个消息开始
消费者监听消息的基本思路
seckill.lua
-- 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
-- 2.1 库存key
local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId
-- 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
-- 3.3 判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userId
if (redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
-- 3.4 存在，说明重复下单，返回2
return 2
end
-- 3.5 扣减库存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.6下单(保存用户)sadd orderKey userId
redis.call('sadd', orderKey, userId)
-- 3.7 发送消息到队列中，XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
return 0
VoucherOrderServiceImpl部分代码
private static final DefaultRedisScript<Long> SECKILL_SCRIPT;
static {
SECKILL_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
SECKILL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("seckill.lua"));
SECKILL_SCRIPT.setResultType(Long.class);
}
private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
@PostConstruct
private void init() {
SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
}
private class VoucherOrderHandler implements Runnable {
String queueName = "stream.orders";
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
//1.获取消息队列中的订单信息XREADGROUP GROUP g1 c1 count 1 BLOCK 2000 STREAMS stream.orders
List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
Consumer.from("g1", "c1"),
StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2)),
StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.lastConsumed())
);
//2.判断消息获取是否成功
if (list == null || list.isEmpty()) {
//2.1如果获取失败，说明没有消息继续下一次循环
continue;
}
//3.解析消息中的订单消息
MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
Map<Object, Object> values = record.getValue();
//4.如果获取成功，可以下单
VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(values, new VoucherOrder(), true);
HandleVoucherOrder(voucherOrder);
//5.ACK确认 stream.orders g1 id
stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName, "g1", record.getId());
} catch (Exception e) {
log.error("处理订单异常", e);
handlePendingList();
}
}
}
private void handlePendingList() {
while (true) {
try {
//1.获取pending-list中的订单信息XREADGROUP GROUP g1 c1 1 BLOCK 2000 STREAMS stream.orders 0
List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
Consumer.from("g1", "c1"),
StreamReadOptions.empty().count(1),
StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.from("0"))
);
//2.判断消息获取是否成功
if (list == null || list.isEmpty()) {
//2.1如果获取失败，说明pending-list没有异常消息，结束循环
break;
}
//3.解析消息中的订单消息
MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
Map<Object, Object> values = record.getValue();
//4.如果获取成功，可以下单
VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(values, new VoucherOrder(), true);
HandleVoucherOrder(voucherOrder);
//5.ACK确认 stream.orders g1 id
stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName, "g1", record.getId());
} catch (Exception e) {
log.error("处理pending-list异常", e);
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException interruptedException) {
interruptedException.printStackTrace();
}
}
}
}
}
STREAN类型消息队列的XREADGROUP命令特点
1.消息可回溯
2.可多个消费者争抢消息，加快消费速度
3.可以阻塞读取
4.没有消息漏读的风险
5.有消息确认机制，保证消息至少被消费一次
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