基于Redis+Zookeeper+MySQL实现高并发秒杀系统（一）

- 日理万妓 2023-10-10 12:21 5阅读 0赞

## 基于Redis+Zookeeper+MySQL实现高并发秒杀系统 ##

### 第一篇 ###

为什么使用Redis ： MySQL并发操作，单机最多支撑1000个，了不起了。无论是从性能还是安全来说，Redis的集成都大大解决了系统的并发问题。利用Redis的原子性操作。  
为什么使用Zookeeper : 虽然Redis性能非常之高，但是少不了就是应用服务于Redis之间的通信，每一次的通信至少是需要时间的。所以我们应该在应用程序增加本地缓存，但是本地缓存会存在一个问题，在分布式部署下，多台服务器的多个应用程序，缓存不一致，一样会导致秒杀系统Bug（后续会做出介绍）。

**单MySQL版本：**  
一般来说，如果并发性没那么高的话，我们通过以下语句也能做到安全。利用MySQL InnoDB的行级锁。更改库存的时候，使用以下SQL进行更新库存，就可以了。没什么大的问题。但性能非常低。所有的压力全部堆到数据库上。

update set stock = stock - 1 where stock > 0 and id = #{id}

**Redis+MySQL：**  
用Redis做第一层拦截，防止很多无效的请求操作数据库。减少MySQL的压力。记住，Redis能支撑的并发数比MySQL多的多了。  
使用Redis的SetNx，自增，自减，Redisson，Lua脚本（我们这里使用自增自减法）。  
请求—Redis—MySQL

@PostMapping("/secKill/{productId}")
        public ResultRtn secKill(@PathVariable("productId") Long productId){
        
            //商品库存的Redis的Key
            String redisKey = "product:"+productId+":stock";
            //Redis库存减一
           Long count =  redisTemplate.opsForValue().decrement(redisKey);
           if(count<0){
        
               redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey);
               return ResultRtn.error("此商品已经售完");
           }
            try{
        
                productService.updateStock(productId);
            }catch (Exception e){
        
                //出现异常Redis减的1，在加回来
                redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey);
            }
            return ResultRtn.ok("抢购成功");
        }

贴心小课堂：
    	大家看代码，可以看到，我们在catch里面加了redis的缓存增加操作。
      这里是为了避免，redis缓存减了之后，后续代码如果出现异常，其实库存应该是不减的。所以在异常的时候，我们需要把缓存减掉的库存在加回来。

**JVM缓存+Redis+MySQL：**  
虽然Redis性能非常之高，但是少不了就是应用服务于Redis之间的通信，每一次的通信至少是需要时间的。并且在我们实际的秒杀场景当中，其实我们的很多请求都算是无效的。  
比方说我们某个商品库存只有100个，现在有1000个用户来抢，每人只能抢一个。那其实900个用户都是抢不到的。那么这900个用户的请求其实也没有必要再去与Redis进行请求。  
所以我们应该在应用程序增加本地缓存。所谓的本地缓存就是我们的JVM缓存。我们可以在ConcurrentHashMap中存储，标示着我们的商品是否还有库存。如果没有库存，直接返回请求结果“已经被抢完”。  
请求—JVM缓存—Redis—数据库。  
**代码如下：**

private static Map<String,Boolean> jvmCache = new ConcurrentHashMap<>();
    @PostMapping("/secKill/{productId}/{userId}")
        public ResultRtn secKill(@PathVariable("productId") Long productId,@PathVariable("userId") Long userId){
        
            //JVM的Key
            String jvmKey = "product"+productId;
            //判断JVM缓存
            if(params.containsKey(jvmKey)){
        
                return ResultRtn.error("此商品已经售完");
            }
            //商品库存的Redis的Key
            String redisKey = "product:"+productId+":stock";
            //Redis库存减一
           Long count =  redisTemplate.opsForValue().decrement(redisKey);
           if(count<0){
        
               redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey);
               params.put("product"+productId,true);
               return ResultRtn.error("此商品已经售完");
           }
            try{
        
                productService.updateStock(productId);
            }catch (Exception e){
        
                params.remove(jvmKey);
                //出现异常Redis减的1，在加回来
                redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey);
            }
            return ResultRtn.ok("抢购成功");
        }

贴心小课堂：
    	这里也是一样，在catch里面。把两个缓存（JVM与Redis）减去的库存，在加回去。

以上代码就是利用JVM与Redis双重缓存实现秒杀的典型案例。在单服务器部署下，以上代码可以说很安全，几乎应该没有什么大问题了。但是如果我们的应用是在分布式部署的情况下。那JVM缓存多台机器不一致。这个问题就非常严重。场景如下\*\*\*\*\*\*：\*\*\*\*\*\*  
比方说，现在有个商品iphone12，库存仅剩最后一个。A线程在A机器执行到代码14行的时候，此时B线程在B机器请求进来，发现库存不足，会将B机器的JVM缓存，商品的Key对应的Value设置为true。接着A机器在执行到代码20行的时候，报错了。那么Redis减的库存应该要加回去，A机器设置的JVM缓存也要删掉。也就说库存还是剩一个，但是B机器的JVM缓存已经标识这个商品被抢光了。那么倘若后面所有的请求或者A机器宕机了，所有的请求到B机器，导致所有人全部抢购失败。到最后库存并没有全部卖出去。出现了少卖现象。  
大致执行流程顺序是这样的：  
1 ： A请求进入A机器，抢到了最后一个商品，那么A机器的JVM缓存标识为True，Redis库存扣减为0  
2 : 此时此刻A请求还没有完全结束的时候，B请求进来，发现库存不足。则B机器的JVM缓存该商品标识为True了。  
3 ： 此时A请求在A机器因为某些原因，抛出异常。则A请求刚刚在Redis减掉的库存，要加回去且A机器的JVM缓存，该商品的Key要删掉。因为抛出异常了，意味着该商品没有抢成功。  
4 ： 但B机器的JVM缓存已经标识该商品被抢完了。那么如果后续所有的请求全部到B机器，是不是所有的请求都抢不到这个商品了。或者我们说A机器宕机了，所有请求全部到了B机器，所有抢购这个商品的全部都失败。那么这就造成了少卖现象。

解决上述问题，怎么解决呢？就涉及到我们的JVM缓存之间的同步问题。就是当A机器的JVM缓存变动了，B机器或者分布式下的其他机器对应这个缓存，也应该同步刷新。

### 未完待续… 后续增加Zookeeper控制 ###

#### 完整代码地址，将在后续更新Zookeeper以后公布Git地址 ####

**JVM缓存+Zookeeper+Redis+MySQL：**

后续已更新

[基于Redis+Zookeeper+MySQL实现高并发秒杀系统（二）终极篇【源码开源发布】][Redis_Zookeeper_MySQL]

[Redis_Zookeeper_MySQL]: https://blog.csdn.net/u014398573/article/details/112742726