库存预扣减之后，用户订单超时之后补偿库存的方案

方案一：Redis的过期监听

在redis里面中，key可以设过期时间，这就给我们提供了一个思路：我们可以给预扣减的库存键设一个过期时间，使用redis的发布订阅机制来监听键过期事件，从而自动触发回增库存的逻辑

功能目标：

• 监听 Redis 中所有以 product: 开头的商品 key 的过期事件。
• 一旦某个商品 key 过期（比如用户超时未支付），自动执行库存回补（INCR）操作。

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 代码解读
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public class RedissonStockExpiredListener {

    public static void main(String[] args) {
        
        // 模拟预扣减库存
        String productKey = "product:1001:stock";
        RBatch batch = redisson.getBatch();
        batch.get(productKey).setAsync(100L);           // 初始化库存
        batch.get(productKey).decrementAsync();         // 预扣减
        batch.get(productKey).expireAsync(5, TimeUnit.SECONDS); // 设置5秒过期
        batch.execute();

        System.out.println("已预扣减库存，并设置5秒后过期");

        // 订阅 Redis 的 key 过期事件
        RTopic topic = redisson.getTopic("__keyevent@*:expired");
        topic.addListener(String.class, new MessageListener<String>() {
            @Override
            public void onMessage(CharSequence channel, String key) {
                System.out.println("监听到 key 过期：" + key);

                if (key != null && key.startsWith("product:")) {
                    System.out.println("处理商品 key 过期，准备补偿库存...");

                    // 补偿库存：INCR
                    RAtomicLong stock = redisson.getAtomicLong(key);
                    long newStock = stock.incrementAndGet(); // INCR
                    System.out.println("库存已补偿，当前库存：" + newStock);
                } else {
                    System.out.println("忽略非商品 key：" + key);
                }
            }
        });

        System.out.println("正在监听 Redis key 过期事件...");
    }
}

优点是实时性强，对要求实时性高的业务比较友好，如抢票等。缺点是过于依靠Redis，风险不能分摊。且容易造成大量过期Key问题，影响性能。

方案二：Redis的延时队列

我们可以基于Redis的Sorted Set数据类型来做一个延时队列，通过score来进行排序，我们服务端下单时在当前时间加上超时时间，将订单ID放入进去，通过定时任务来定量拿取超时订单进行取消订单+补偿库存。

添加订单到延时队列

• 当用户下单但未支付时，计算出订单的超时时间（例如：当前时间 + 30 分钟），然后将订单 ID 以这个时间为 score 添加到 Redis Sorted Set 中。

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RScoredSortedSet<String> delayedQueue = redisson.getScoredSortedSet("delayed:order:queue");
long timeoutTime = System.currentTimeMillis() + TimeUnit.MINUTES.toMillis(30); // 30分钟后超时
delayedQueue.add(timeoutTime, orderId);

定时任务检查并处理超时订单

• 定期运行一个后台任务，使用 ZRANGEBYSCORE 获取所有已经到期的订单（即 score 小于等于当前时间戳的所有订单）。
• 对于每个找到的订单，执行取消订单和补偿库存的操作，并从 Sorted Set 中移除这些订单。

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long currentTime = System.currentTimeMillis();
Collection<String> expiredOrders = delayedQueue.valueRange(0, true, currentTime, false);
for (String orderId : expiredOrders) {
    try {
        // 执行取消订单逻辑
        cancelOrder(orderId);

        // 补偿库存逻辑
        restoreStock(orderId);
        
        // 从延迟队列中删除该订单
        delayedQueue.remove(orderId);
    } catch (Exception e) {
        // 异常处理
        logger.error("处理超时订单失败: {}", orderId, e);
    }
}

方案优点和方案一差不多，实时性好延迟小，但是就是过于依靠Redis，有数据丢失的风险。而且Redis是基于内存的，如果超时订单过多对Redis压力过大，容易挂机。

方案三：MQ的延时消息

用户下单之后，生产者将设置好时间的消息发送给broker，等到规定的消息之后，该消息才对消费者可见，broker发送相应消息给消费者，消费者执行订单取消+库存补偿逻辑即可（消息重试机制保证消费者一定可以消费）

生产者：用户下单后发送延时消息

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@Service
public class OrderService {

    private final RocketMQTemplate rocketMQTemplate;

    public OrderService(RocketMQTemplate rocketMQTemplate) {
        this.rocketMQTemplate = rocketMQTemplate;
    }

    public void createOrder(String orderId, String productKey) {
        // 1. 创建订单（伪代码）
        System.out.println("创建订单：" + orderId);

        // 2. 预扣减库存（假设用 Redisson）
        // RAtomicLong stock = redisson.getAtomicLong(productKey);
        // stock.decrementAndGet();

        // 3. 发送延迟消息，level=15 对应 30分钟
        OrderTimeoutMessage message = new OrderTimeoutMessage(orderId, productKey);
        rocketMQTemplate.convertAndSend("ORDER_TIMEOUT_TOPIC", message, null, 15); // level=15
        System.out.println("已发送延迟消息，30分钟后处理订单：" + orderId);
    }
}

消费者：监听并处理超时订单

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@Service
@RocketMQMessageListener(topic = "ORDER_TIMEOUT_TOPIC", consumerGroup = "order-timeout-group")
public class OrderTimeoutConsumer implements RocketMQListener<OrderTimeoutMessage> {

    @Override
    public void onMessage(OrderTimeoutMessage message) {
        String orderId = message.orderId;
        String productKey = message.productKey;
        long expectedExpireTime = message.timestamp + TimeUnit.MINUTES.toMillis(30);

        // 1. 判断是否已经过期（防止重复消费或提前消费）
        if (System.currentTimeMillis() < expectedExpireTime) {
            System.out.println("消息尚未到期，跳过处理：" + orderId);
            return;
        }

        // 2. 查询订单状态（伪代码）
        boolean paid = checkIfOrderPaid(orderId);
        if (paid) {
            System.out.println("订单已支付，无需处理：" + orderId);
            return;
        }

        // 3. 未支付 → 取消订单 + 补偿库存
        cancelOrder(orderId);
        restoreStock(productKey);
    }

    private boolean checkIfOrderPaid(String orderId) {
        // 查询数据库判断是否已支付（伪逻辑）
        return false; // 假设未支付
    }

    private void cancelOrder(String orderId) {
        System.out.println("取消订单：" + orderId);
        // 实际操作：更新订单状态为已取消
    }

    private void restoreStock(String productKey) {
        System.out.println("补偿库存：" + productKey);
        // 实际操作：INCR productKey
        // RAtomicLong stock = redisson.getAtomicLong(productKey);
        // stock.incrementAndGet();
    }
}

RocketMQ是5.x的版本就可以支持任意时刻的延时消息了，否则就是对应级别的延时消息。

优点是高并发性能好，而且处理消息丢失等方案成熟。缺点就是系统架构更加复杂了，需要处理MQ的其他问题，维护成本变高了。

方案四：分布式定时任务调度框架

使用分布式定时任务调度框架，比如xxl-job 或 Quartz是企业里面非常常见的方案。用户下单之后，我们在数据库里面记录订单状态为"待支付"，然后通过xxl-job定期扫描过期的订单，筛选出超时未支付的订单，进行取消订单+补偿库存。

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@Component
public class OrderTimeoutJobHandler {

    @XxlJob("orderTimeoutJob")
    public void orderTimeoutJob() throws Exception {
        XxlJobLogger.log("开始执行超时订单检测任务...");

        // 1. 获取当前时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

        // 2. 查询所有 timeout_time <= now 且 status = 0 的订单
        List<Order> expiredOrders = orderMapper.findExpiredOrders(now);

        for (Order order : expiredOrders) {
            // 3. 加锁防止并发处理同一订单（可选 Redis 分布式锁）
            boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(
                "lock:order:" + order.getId(), "locked", 5, TimeUnit.MINUTES);

            if (!locked) {
                continue; // 已被其他节点处理
            }

            try {
                // 4. 再次确认是否已支付（防止并发问题）
                Order updatedOrder = orderMapper.selectById(order.getId());
                if (updatedOrder.getStatus() != 0) {
                    continue;
                }

                // 5. 更新订单状态为"已取消"
                orderMapper.updateStatus(order.getId(), 2);

                // 6. 补偿库存（如使用 Redisson）
                RAtomicLong stock = redisson.getAtomicLong(order.getProductKey());
                stock.incrementAndGet();

                XxlJobLogger.log("已取消订单：" + order.getId() + "，补偿库存：" + order.getProductKey());

            } finally {
                // 7. 释放锁
                redisTemplate.delete("lock:order:" + order.getId());
            }
        }
    }
}

重复补偿库存问题

由于网络延迟或者网络分区，又或者是Redis服务器问题，还有并发问题等，有可能会导致重复补偿库存的情况，那么该怎么解决呢？

1.使用分布式锁

• 在执行库存补偿之前，尝试获取一个针对特定商品 ID 的分布式锁。只有成功获取锁的进程才能执行补偿操作。这样可以防止多个实例同时处理同一个过期事件。
• 示例代码片段：

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RLock lock = redisson.getLock("lock:product:" + productId);
if (lock.tryLock()) {
    try {
        // 执行库存补偿逻辑
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

2.状态标记

• 在补偿库存后，给对应的 key 添加一个特殊的标识（如 compensated 标记）。下次再遇到该 key 过期时，先检查是否存在这个标记。如果存在，则跳过补偿步骤。
• 示例代码片段：

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 代码解读
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if (!redissonMap.containsKey(productId + ":compensated")) {
    // 执行库存补偿逻辑
    redissonMap.put(productId + ":compensated", true);
}

3.延迟队列结合定时任务

刚才方案二就可以解决这个问题，将需要补偿的订单信息放入延迟队列中，并设置适当的延迟时间。通过后台定时任务统一处理这些订单，确保每个订单只被处理一次。

4.数据库唯一约束

通过建立补偿库存表，业务和订单id作为唯一索引，每次补偿之前尝试是否可以插入该表，可以则补偿，反之则跳过。