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【异步秒杀实现过程】

拾荒人、 2024-06-13 12:01:02

简介【异步秒杀实现过程】

异步秒杀实现过程

秒杀优化方案（消息队列实现异步秒杀）

优化方案：我们将耗时比较短的逻辑判断放入到redis中，比如是否库存足够，比如是否一人一单，这样的操作，只要这种逻辑可以完成，就意味着我们是一定可以下单完成的，我们只需要进行快速的逻辑判断，根本就不用等下单逻辑走完，我们直接给用户返回成功.

再在后台开一个线程，后台线程慢慢的去执行queue里边的消息，这样程序不就超级快了吗？而且也不用担心线程池消耗殆尽的问题，因为这里我们的程序中并没有手动使用任何线程池，当然这里边有两个难点

实现流程

在这里插入图片描述
需求：

新增秒杀优惠券的同时，将优惠券信息保存到Redis中
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
如果抢购成功，将优惠券id和用户id封装后存入阻塞队列
开启线程任务，不断从阻塞队列中获取信息，实现异步下单功能

这里我们将库存信息存入redis,可以在redis进行逻辑下单,在mysql进行真实下单,实现了异步下单.

难点一:

第一个难点是我们怎么在redis中去快速校验一人一单，还有库存判断?

难点一:解决方案

使用lua脚本保证并发安全,保证原子性,实际上就是隐式的加锁


-- 1.参数列表
-- 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
-- 2.2.订单key
local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId

-- 3.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
-- 3.2.判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userId
if(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
    -- 3.3.存在，说明是重复下单，返回2
    return 2
end
-- 3.4.扣库存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.5.下单（保存用户）sadd orderKey userId     redis的逻辑下单。   但是数据库并没有下单
redis.call('sadd', orderKey, userId)
-- 3.6.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

//这里通过库存key查看库存,用于检查库存超卖.
//这里使用到了set集合,用于判断当前商品key中的集合值是否有当前用户,解决一人一单的判断.
//这里使用了set的add来进行下单,操作是将userid添加到集合中.
同时将下单需要的信息存入队列.(这一步放lua最好,放入代码块不能保证被原子性.)

难点二

第二个难点是由于我们校验和tomct下单是两个线程，那么我们如何知道到底哪个单他最后是否成功，或者是下单完成，为了完成这件事我们在redis操作完之后，我们会将一些信息返回给前端，同时也会把这些信息丢到异步queue中去，后续操作中，可以通过这个id来查询我们tomcat中的下单逻辑是否完成了。

难点二:解决方案

我们使用消息队列,这里我门为了简单,则直接使用java包中的阻塞队列
去实现下单到MYSQL

以下三个步骤为
1.添加秒杀券
2.redis实现逻辑下单
3.mysql实现真实下单.

添加秒杀券

1.在mysql添加秒杀券信息。
2.在redis添加库存信息。
库存添加到redis其实是为了方便实现异步扣库存。
代码如下

@Override
@Transactional
//这个事务应该-没有效果吧，我觉得应该使用分布式事务。
public void addSeckillVoucher(Voucher voucher) {
    // 保存优惠券
    save(voucher);
    // 保存秒杀信息  --数据库添加秒杀券。
    SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher();`在这里插入代码片`
    seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId());
    seckillVoucher.setStock(voucher.getStock());
    seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime());
    seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime());
    seckillVoucherService.save(seckillVoucher);
    // 保存秒杀库存到Redis中
    //SECKILL_STOCK_KEY 这个变量定义在RedisConstans中
    //        private static final String SECKILL_STOCK_KEY ="seckill:stock:";
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(), voucher.getStock().toString());
}

实现redis的逻辑下单（Redis层面）

Redis实现逻辑秒杀（数据库并未更新，只不过是把需要更新的数据放入了消息队列，等待后续的异步更新数据库）
方法一：实现redis的逻辑下单（Redis层面）
1.写lua脚本
1.1 -通过比较redis的库存是否大于0，来判断是否超卖。
1.2-通过set 来判断，set集合中是否有当前用户，来判断一人一单（是否重复下单）
1.3 -可以下单
2.执行lua脚本
3.判断是否逻辑下单
4.若可以下单，则将下单所需要相关信息存入消息队列。

@Override
        public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
//        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
//        Long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
            Long userId = UserHolder.getUser().getId();
            long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
            
            // 1.执行lua脚本
            Long result = stringRedisTemplate.execute(
                    SECKILL_SCRIPT,
                    Collections.emptyList(),
                    voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId)
            );
            int r = result.intValue();
            
            // 2.判断结果是否为0
            if (r != 0) {
                // 2.1.不为0 ，代表没有购买资格
                return Result.fail(r == 1 ? "库存不足" : "不能重复下单");
            }

            //3 TODO 保存阻塞队列
            VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
            voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
            voucherOrder.setUserId(userId);
            voucherOrder.setId(orderId);
            orderTasks.add(voucherOrder);
            
            //4.在主线程获取代理对象，方便子线程使用，
            iVoucherOrderService = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
            //返回订单id
            return Result.ok(orderId);
        }

面试问题

1.为什么要使用消息队列,异步下单?
答:因为串行化执行耗时长,异步下单我们可以将耗时长的过程(操作数据库)存入消息队列
直接使用redis进行下单资格判断.逻辑上认为是否可以下单.

2.使用lua脚本的目的是干什么?
答:lua脚本保证多个操作的原子性,是解决并发安全的一种方式,
这里我们通过原子性
解决了超卖 --1
-一人一单-的问题,
同时还保证了下单到阻塞队列的安全.

实现数据库的真实下单（MYSQL）

1)这里我们主要是通过线程池开启一个线程去通过消息队列执行下单，将信息持久化到MYSQL.
1.创建线程池–使用Executors
2.使用 @PostConstruct注解在类初始化之后立刻执行方法. --保证了程序一启动,任务可以被立刻执行.
3.创建任务类,通过循环,实现了从消息队列拿订单信息.实现下单.
代码如下


```java
//异步处理线程池
    private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
    //java代码实现阻塞队列
    private BlockingQueue<VoucherOrder> orderTasks = new ArrayBlockingQueue<>(1024 * 1024);

```java
    //在类初始化之后执行，因为当这个类初始化好了之后，随时都是有可能要执行的
    @PostConstruct
    private void init() {
        SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
    }

    // 用于线程池处理的任务
    // 当初始化完毕后，就会去从队列中去拿信息
private class VoucherOrderHandler implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                // 1.获取队列中的订单信息
                VoucherOrder voucherOrder = orderTasks.take();
                // 2.创建订单
                handleVoucherOrder(voucherOrder);
            } catch (Exception e) {
                log.error("处理订单异常", e);
            }
        }
    }

}

面试问题:
1.线程池创建方式?
)1.通过 Executors 创建的线程池。
)2.通过 ThreadPoolExecutor 创建的线程池；
细分为:
1.

Executors.newFixedThreadPool：创建⼀个固定⼤⼩的线程池，可控制并发的线程数，超出的线程会在队列中等待；
2. Executors.newCachedThreadPool：创建⼀个可缓存的线程池，若线程数超过处理所需，缓存⼀段时间后会回收，若线程数不够，则新建线程；
3. Executors.newSingleThreadExecutor：创建单个线程数的线程池，它可以保证先进先出的执⾏顺序；
4. Executors.newScheduledThreadPool：创建⼀个可以执⾏延迟任务的线程池；
5. Executors.newSingleThreadScheduledExecutor：创建⼀个单线程的可以执⾏延迟任务的线程池；
6. Executors.newWorkStealingPool：创建⼀个抢占式执⾏的线程池（任务执⾏顺序不确定）【JDK1.8 添加】。
7. ThreadPoolExecutor：最原始的创建线程池的⽅式，它包含了 7 个参数可供设置，后⾯会详细讲。