SpringBoot： Redis 模擬高并發商品秒殺測驗

秒殺系統的架構設計

秒殺系統，是典型的短時大量突發訪問類問題，對這類問題，有三種優化性能的思路：

1. 寫入記憶體而不是寫入硬碟
2. 異步處理而不是同步處理
3. 分布式處理

用上這三招，不論秒殺時負載多大，都能輕松應對, Redis正好能完美滿足上述三點，因此，用Redis就能輕松實作秒殺系統，

秒殺測驗代碼撰寫：

package com.xiao.springbootredisseckill.controller;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@RestController
public class TestController {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    
    // 記錄實際賣出的商品數量
    private AtomicInteger successNum =  new AtomicInteger(0);

    // 設定庫存
    @GetMapping("/setStockNum")
    public String setStockNum(@RequestParam Integer num){
        // 初始化庫存數量
        redisTemplate.opsForValue().set("product_stock",num);
        //初始化實際賣出的商品數量0
        successNum.set(0);
        return "Ok";
    }

    // 秒殺核心代碼
    @GetMapping("/grabBuy")
    public String grabBuy() {
        Integer sku = (Integer)redisTemplate.opsForValue().get("product_stock");
        sku = sku - 1;
        if (sku < 0) {
            return "庫存不足";
        }
        redisTemplate.opsForValue().set("product_stock", sku);
        //記錄實際賣出的商品數量
        return "減少庫存成功,共減少" + successNum.incrementAndGet();
        
    }

    // 獲取庫存數量
    @GetMapping("/getStockNum")
    public Object getStockNum() {
        Integer product_stock = Integer.parseInt((String) redisTemplate.opsForValue().get("product_stock"));
        System.out.println(product_stock);
        return product_stock;
    }

    @GetMapping(value = "/successNum")
    public String successNum() {
        return "顧客成功搶到的商品數量：" + successNum.get();
    }
}

測驗：

庫存設為 100， 訪問 127.0.0.1:8080/grabBuy 進行搶購，為了讓測驗場景更像實際搶購實際場景，這里使用 Apache 其下的 JMeter 壓力測驗工具，具體如何使用請自行百度

訪問127.0.0.1:8080/setStockNum 設定庫存，或者使用 rdm 設定庫存

JMeter 配置壓力測驗腳本

測驗結果：

訪問 127.0.0.1:8080/successNum， 查看用戶實際搶購成功的商品數量：

？？？？ 為什么用戶實際搶購數量為 1422 呢？ 遠超于庫存 100 ，出現了超賣情況，如果實際應用中出現這樣的錯誤，那跟用戶怕是講不清了 …

原因分析：

從上面測驗結果，我們知道，高并發請求： 127.0.0.1:8080/grabBuy， 就會出現超賣現象，
其原因其實就是是庫存數量product_stock的讀和寫操作不在同一個原子操作上，導致類似不可重復讀的現象，可以類比多執行緒的問題，

什么是原子性呢？
在化學反應中,原子是不能再分的，在計算機中也就是某個操作不可分割的，就叫原子性，比如 a=0；（a非long和double型別） 這個操作是不可分割的，那么我們說這個操作時原子操作，再比如：a++； 這個操作實際是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一個原子操作，非原子操作都會存在執行緒安全問題，需要我們使用同步技術（sychronized）來讓它變成一個原子操作，一個操作是原子操作，那么我們稱它具有原子性，
什么是不可重復讀呢？
在學習資料庫相關知識的時候，我們知道了事務的隔離級別：丟失更新 、臟讀、不可重復讀、幻讀，其中不可重復讀就是在同一事務中，多次讀取同一資料但是回傳不同的結果，也就是有其他事務更改了這些資料，

解決辦法：

提供兩種解決方法：

①： 通過redis事務解決超賣問題

@GetMapping("/grabBuy")
    public String grabBuy() {
 /*
        * 解決商品超賣 方法一
        * */
        redisTemplate.setEnableTransactionSupport(true);
        List<Object> result = (List<Object>) redisTemplate.execute(new SessionCallback<List<Object>>() {
            @Override
            public List<Object> execute(RedisOperations redisOperations) throws DataAccessException {
                // 監聽
                redisOperations.watch("product_stock");
                Integer product_stock = (Integer)redisOperations.opsForValue().get("product_stock");
                // 開啟事務
                redisOperations.multi();
                // 必要的空查詢
                redisOperations.opsForValue().get("product_stock");
                product_stock = product_stock - 1;
                if (product_stock < 0) {
                    return null;
                }
                // 剩余庫存存入
                redisOperations.opsForValue().set("product_stock", product_stock);
                return redisOperations.exec();
            }
        });
        if (result != null && result.size() > 0) {
            return "減少庫存成功,共減少" + successNum.incrementAndGet();
        }

        return "庫存不足";
  }

②：通過使用 redisson 的 Rlock 加鎖方式解決超賣問題

pom.xml 引入依賴包：

 		<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.redisson/redisson-spring-boot-starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.redisson</groupId>
            <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>3.13.6</version>
        </dependency>

秒殺代碼撰寫：

@GetMapping("/grabBuy")
    public String grabBuy() {
    	/*
        * 解決商品超賣 方法二
        * */
        RLock rLock = redissonClient.getLock("product");

        try {
            rLock.lock();
            Integer product_num = (Integer)redisTemplate.opsForValue().get("product_stock");
            System.out.println(product_num);

            if (product_num < 1) {
                return "庫存不足！";
            }

            // 自減一
            redisTemplate.opsForValue().decrement("product_stock");

            return "減少庫存成功,共減少" + successNum.incrementAndGet();
        } finally {
            rLock.unlock();
        }
  }

注意： redissonClient.getLock() 括號內的引數千萬不能取redis資料庫臉面已經含有的鍵名，否則報如下錯誤，我找半天才發現這里的錯誤，

org.redisson.client.RedisException: ERR Error running script (call to f_3ffe249c16dee540ac8ab32e39bd408626b9aff7): @user_script:1: WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value . channel: [id: 0xfc81693b, L:/127.0.0.1:11732 - R:localhost/127.0.0.1:6379] command: (EVAL), params: [if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then return nil;end; local counter = redis.call('h..., 2, product_stock, redisson_lock__channel:{product_stock}, 0, 30000, 93656223-0013-4a55-a2d6-06ec7df0cda2:71]

結果展示：


成功解決超賣問題！