「有问必答」秒杀系统 Go并发编程实践！

有问必答

摘要

本文将介绍如何使用Go语言的并发原语来构建一个简单的高并发秒杀系统。

我们将使用Go语言的原生库和一些常见的技术手段，包括互斥锁、通道、计数器等，来解决并发访问和数据一致性的问题。

本文只是一个简单的示例，重点是Go语言并发原语在业务场景中的应用。

在实际应用中，还需要考虑数据库事务、分布式锁、限流等问题。我之前也写过一篇文章，附在了文末。

1. 引言

秒杀系统是一种高并发场景下的特殊应用，需要处理大量的并发请求和保证数据的一致性。本文将介绍如何使用Go语言的并发原语来构建一个高并发的秒杀系统，以满足用户的需求并保证系统的稳定性。

2. 架构设计

我们的秒杀系统将采用经典的客户端-服务器架构。客户端发送秒杀请求，服务器处理请求并更新库存。为了保证系统的高并发性能，我们将使用以下技术和原语：

互斥锁（sync.Mutex）：用于保护共享资源的并发访问。
通道（channel）：用于协程间的通讯。
计数器（sync.WaitGroup）：用于等待所有请求完成。

3. 实现步骤

下面是我们实现秒杀系统的关键步骤：

3.1 初始化库存

在系统启动时，我们需要初始化商品的库存。

go 复制代码

var stock = 100 // 商品库存
var mu sync.Mutex

3.2 处理秒杀请求

当客户端发送秒杀请求时，服务器需要处理请求并更新库存。

go 复制代码

func handleRequest(user int) {
    defer wg.Done()
    if tryAcquireLock() {
        if stock > 0 {
            // 执行秒杀逻辑
            stock--
            fmt.Printf("用户%d秒杀成功，剩余库存：%d\n", user, stock)
        } else {
            fmt.Printf("用户%d秒杀失败，库存不足\n", user)
        }
        releaseLock()
    } else {
        fmt.Printf("用户%d未获取到锁，秒杀失败\n", user)
    }
}

3.3 并发控制和等待

为了控制并发请求的数量，我们使用计数器和通道来限制并发度。

go 复制代码

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    for i := 1; i <= 1000; i++ {
        wg.Add(1)
        go handleRequest(i)
    }
    wg.Wait()
}

3.4 互斥锁和并发安全

为了保证并发访问的安全性，我们使用互斥锁来保护共享资源的访问。

注意：TryLock()是go1.18才引入的

go 复制代码

func tryAcquireLock() bool {
    return mu.TryLock()
}

func releaseLock() {
    mu.Unlock()
}

4. 完整代码

go 复制代码

package main

import (
 "fmt"
 "sync"
)

//后面开启了1000个goroutine，所以这里channel的缓冲区设置成了1000
var ch = make(chan bool, 1000)

type Product struct {
 sync.Mutex
 stock int64 // 商品库存
}

func main() {
 p := Product{stock: 1000}
 for i := 1; i <= 1000; i++ {
  go p.handleRequest(i)
 }
 <-ch
}

func (p *Product) handleRequest(user int) {
 if p.tryAcquireLock() {
  if p.stock > 0 {
   // 执行秒杀逻辑
   p.stock--
   fmt.Printf("用户%d秒杀成功，剩余库存：%d\n", user, p.stock)
  } else {
   fmt.Printf("用户%d秒杀失败，库存不足\n", user)
  }
  //这里是不可以使用defer的，因为可能会加锁失败，unlock一个不存在的锁
  p.releaseLock()
 } else {
  fmt.Printf("用户%d未获取到锁，秒杀失败\n", user)
 }
}

func (p *Product) tryAcquireLock() bool {
//p.TryLock() 方法用于尝试获取锁，如果成功获取到锁，则相当于执行了 Lock() 操作，即加锁成功。 
 return p.TryLock()
}

func (p *Product) releaseLock() {
 p.Unlock()
 ch <- true
}

解析代码

var ch = make(chan bool, 1000)：后面开启了1000个goroutine，所以这里channel的缓冲区设置成了1000

p.releaseLock()：这里是不可以使用defer的，因为可能会加锁失败，unlock一个不存在的锁

p.TryLock()：方法用于尝试获取锁，如果成功获取到锁，则相当于执行了 Lock() 操作，即加锁成功。

5. 运行结果

6. 总结

通过使用Go语言的并发原语，我们成功地构建了一个高并发的秒杀系统。

使用互斥锁和计数器等原语，我们实现了并发控制、数据一致性和并发安全。这些原语帮助我们解决了高并发场景下的并发访问问题，并保证了系统的稳定性和性能。

本文只是一个简单的示例，实际的秒杀系统可能涉及更多的业务逻辑和并发控制。

在实际应用中，还需要考虑数据库事务、分布式锁、限流等问题。因此，建议根据实际需求和场景进行更详细的设计和实现。

我之前也有写万字长文总结过，感兴趣的朋友欢迎查看：万字详解：秒杀系统设计

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