点评项目——秒杀优化

2023.12.11

上一张的秒杀券下单还可以进行优化，先来回顾一下下单流程：

可以看出流程设计多次查询和操作数据库的操作，并且执行顺序是一个线程串行执行，执行性能是比较低的。

优化方案：我们将判断秒杀库存 和校验一人一单的操作放入Redis中，只要满足这两条操作，那我们是一定可以下单成功的，不用等数据真的写进数据库，当判断满足下单条件之后，将优惠券id、用户id、订单id保存到阻塞队列中，然后直接告诉用户下单成功就好了。至于数据库里的修改操作，可以使用另外一个线程异步读取阻塞队列的信息，完成减库存、创建订单操作。流程图如下所示：

改进秒杀业务，提高并发性能

①新增秒杀优惠券的同时，将优惠券信息保存到Redis中

修改增加优惠券的代码：

java 复制代码

    @Override
    @Transactional
    public void addSeckillVoucher(Voucher voucher) {
        // 保存优惠券
        save(voucher);
        // 保存秒杀信息
        SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher();
        seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId());
        seckillVoucher.setStock(voucher.getStock());
        seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime());
        seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime());
        seckillVoucherService.save(seckillVoucher);
        //保存秒杀券的库存到redis中
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(),voucher.getStock().toString());
    }

②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

流程图如下：

lua代码为：

Lua 复制代码

-- 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.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

③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。

完整代码修改如下：

java 复制代码

package com.hmdp.service.impl;

import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.VoucherOrder;
import com.hmdp.mapper.VoucherOrderMapper;
import com.hmdp.service.ISeckillVoucherService;
import com.hmdp.service.IVoucherOrderService;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.hmdp.utils.RedisIdWorker;
import com.hmdp.utils.UserHolder;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.springframework.aop.framework.AopContext;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.Resource;
import java.util.Collections;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * <p>
 *  服务实现类
 * </p>
 */
@Slf4j
@Service
public class VoucherOrderServiceImpl extends ServiceImpl<VoucherOrderMapper, VoucherOrder> implements IVoucherOrderService {

    @Resource
    private RedisIdWorker redisIdWorker;
    @Resource
    private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;
    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    @Resource
    private RedissonClient redissonClient;

    private static final DefaultRedisScript<Long> SECKILL_SCRIPT;
    static {
        SECKILL_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
        SECKILL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("seckill.lua"));
        SECKILL_SCRIPT.setResultType(Long.class);
    }

    private BlockingQueue<VoucherOrder> orderTasks = new ArrayBlockingQueue<>(1024*1024);
    private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();//线程池

    @PostConstruct
    private void init(){
        SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
    }

    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);
                }

            }
        }
    }

    private void handleVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
        //1.获取用户
        Long userId = voucherOrder.getUserId();
        //2.创建锁对象
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
//        SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);
        //3.获取锁
        boolean isLock = lock.tryLock();
        //4.判断是否获取锁成功
        if(!isLock){
            //获取锁失败，不能让黄牛不断重复，所以直接返回失败
            log.error("不允许重复下单");
            return ;
        }
        //获取锁成功
        try {
            proxy.createVoucherOrder(voucherOrder);
        } finally {
            //释放锁
            lock.unlock();
        }
    }


//    @Override
//    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
//        //1.查询优惠券
//        SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
//        //2.判断秒杀活动是否开始
//        if(voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())){
//            //尚未开始
//            return Result.fail("秒杀尚未开始！");
//        }
//        //3.判断秒杀活动是否已经结束
//        if(voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())){
//            //尚未开始
//            return Result.fail("秒杀已经结束！");
//        }
//        //4.判断库存是否充足
//        if(voucher.getStock() < 1){
//            return Result.fail("库存不足");
//        }
//
//        //此处需要将整个函数锁起来
//        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
//
//        //创建锁对象
//        RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
        SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);
//        //获取锁
//        boolean isLock = lock.tryLock();
//        //判断是否获取锁成功
//        if(!isLock){
//            //获取锁失败，不能让黄牛不断重复，所以直接返回失败
//            return Result.fail("不允许重复下单!");
//        }
//        //获取锁成功
//        try {
//            //获取代理对象
//            IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
//            return proxy.createVoucherOrder(voucherId);
//        } finally {
//            //释放锁
//            lock.unlock();
//        }
//    }

    private IVoucherOrderService proxy;
    @Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        //获取用户
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        //1.执行lua脚本
        Long result = stringRedisTemplate.execute(
                SECKILL_SCRIPT,
                Collections.emptyList(),
                voucherId.toString(),userId.toString()
        );
        //2.判断结果是否为0
        int r = result.intValue();
        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");
        }
        //2.2 为0，有购买资格，将下单信息保存到阻塞队列
        VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();
        //2.3订单id
        long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
        voucherOrder.setId(orderId);
        //2.4用户id
        voucherOrder.setUserId(userId);
        //2.5代金券id
        voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
        //2.6 放入阻塞队列
        orderTasks.add(voucherOrder);

        //3.获取代理对象
        proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();

        //4.返回订单id
        return Result.ok(orderId);
    }

    @Transactional
    public void createVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
        //一人只能下一单
        Long userId = voucherOrder.getUserId();

        int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).count();//查询订单数目
        if (count > 0) {
            //用户已经购买过该秒杀券
            log.error("用户已经购买过一次");
            return;
        }

        //5.满足条件，扣减库存
        boolean success = seckillVoucherService.update()
                .setSql("stock = stock - 1")
                .eq("voucher_id", voucherOrder.getVoucherId()).gt("stock", 0)//乐观锁，查询一下stock有无变化，变化了就不能做修改操作
                .update();
        if (!success) {
            //扣减失败
            log.error("库存不足！");
            return;
        }

        //6.创建订单
        save(voucherOrder);

    }
}

综上，秒杀优化的总体思路就是：先利用Redis完成库存余量、一人一单判断，完成抢单业务，再将下单业务放入阻塞队列，利用独立线程异步下单。