【超卖问题，高并发情况下，如何扣减库存】

高并发场景下，商品展示页上面的信息，除了库存的其他信息属于静态数据，静态数据是可以缓存的。动态数据只有库存。
电商项目对并发数据处理要求较高。

扣减库存需要注意的点

• 剩余库存要大于等于当前需要扣减的库存，不允许超卖
• 对于同一个商品，用户并发扣减时，要保证并发的一致性
• 保证可用性和性能，性能至少是秒级
• 一次扣减包含多个商品
• 扣减多个商品时，一个不成功则全部不成功，需要回滚
• 下单时必须产生了扣减，退款时才能归还，归还的数量必须加回去，不能丢失
• 下单时的一次扣减，可以多次归还
• 归还时需要保证幂等

方案一： 纯mysql扣减实现

扣减业务完全依赖MYSQL数据库来实现，不依赖中间件或缓存。

原理

• 基于数据库乐观锁方式保证并发扣减的强一致性
• 基于数据库的事务实现批量扣减失败进行回滚

实现

• 流程图
  
  一次完整的流程就是先进行数据校验，做接口开发的时候，要保持一个不信任原则，一切数据都不要相信，都要做校验判断，其次还可以进行库存扣减的前置校验，如果库存只有8个，用户要买10个，此时的数据校验中，可以拦截，减少对数据库的写操作。纯读不会加锁，性能较高。
• 关键sql

update xxx set 库存 = 库存-10 where skuid = 'xxx' and 库存>= 10 

用户每次扣减的时候，需要传入一个uuid作为流水号，全局唯一：

• 当用户退单时，传回此编号，用来标识属于历史上的哪次扣减
• 进行幂等控制，用户调用扣款接口时，出现超时，不知道成功了没，可以通过此编号进行重试或反查，重试时可通过此标识防重

优点

逻辑简单，开发部署成本低。

缺点

无法支持高并发，单机数据库并发1000,2000压力就非常大了，如果AB两个用户同时购买同一个商品，校验通过，后续购买时，只会有一个人成功，导致另外一个人失败，数据库也就多了一次查询，降低性能

MYSQL架构升级

根据场景分析，读库操作一般是浏览商品时产生，扣减库存是在购买时产生，用户购买请求的业务价值大，要保障写操作。

读写分离

根据二八原则，80%为读流量，主库压力降低了80%，但采用读写分离会导致读取的数据不准确，不过库存本身就在变，短暂差异，业务上可以允许，最终的扣减会保证数据的准确性。

再次升级

初次升级支持并发并不太高，我们可以引入缓存

加缓存reids,高并发，单机redis每秒支持并发可在3,4W

代码实现：

version做控制之类的，其实用不上，我们只需要
update where id and 库存>0.
下单失败了，给你返回执行的行数就是0。
if==0
return 下单失败
else
下单成功

方案二：缓存实现扣减

• 和前面的扣减库存其实一样，这里依赖redis，不依赖数据库。
• redis的hash结构不支持多个key批量操作，我们可采用redis+lua脚本来实现批量扣减单线程。

升级成纯redis实现扣减也会有问题

• redis挂了，如果还没执行到redis扣减挂了，直接返回前端失败； 如果执行到redis扣减后，挂了，接口返回的失败，redis扣减成功了，但是没有触发异步更新逻辑，数据库不会扣减，数据库是准确的，这个时候需要一个对账程序，通过对比redis和数据库库存是否一致，并结合扣减日志表，发现扣减失败了，将数据库库存比redis多的库存加回到redis中。
• redis扣减完成，异步刷新数据库失败了，redis此时是准的，数据库库存是多的，结合扣减日志，将数据库比redis多的库存数据在数据库中进行扣减。

方案三：数据库+缓存

在磁盘写数据时，向文件末尾不断追加写入的性能远大于随机修改。对于传统机械硬盘来说，每次随机更新都需要磁头寻址，向文件末尾追加数据，只需要寻址一次。
对固态硬盘来说，虽然避免了磁头移动，但依然存在寻址过程。对文件的随机更新和数据库表更新比较类似，都存在加锁带来的性能消耗。

顺序写的架构

与纯缓存架构的区别是，写入任务数据库不是异步，而是在扣减的时候同步写入，用的是顺序写，不是update做数据库数量的更改，所以性能更好。
insert任务数据库，只记录操作，不进行真实扣减。

扣减流程

insert是顺序写，将update异步化，所以可以很大提高并发，这样会用到数据库事务来进行redis中的数据修改，所以不会出问题，不会出现少卖的问题。

总结

可以用方案1，但是后期业务量上来了，可以考虑后面用方案2，方案3。
大部分电商目前是基于方案2。

扣减库存的操作节点

扣减库存的节点分为

• 下单减库存
• 付款减库存
• 预扣库存

下单减库存

用户下单了，未必会付款

付款减库存

用户明明购买成功了，却不能付款。

预扣减库存

用户下单后，为用户预留库存，占用数量就是购买的数量，例如预留10分钟，超过10分钟释放用户库存，其他用户继续下单。
用户下单预扣减库存后，在付款时检查是否存在有效的预留库存，如果存在则扣减库存并付款。如果不存在则再次尝试预扣减库存，如果库存不足，则不付款。如果预扣减成功则真正扣减库存并付款。

防范恶意用户

• 经常下单不付款的用户打标签，这些用户特殊处理，不扣减库存等
• 秒杀期间，设置同一个人的最大购买数
• 不付款重复下单的用户进行限制，如果存在未付款的订单，并且是同一商品，提示用户先付款再提交订单

小结

大部分秒杀系统会采用下单减库存的方式。

• 扣减库存时在程序中判断库存是否为负，如果变为负数，回滚事务不再扣减库存
• 数据库设置库存字段为无符号整数，从数据库层面保证无法出现负数。