【Java 实战】通过Redis 和 MQ 简单实现秒杀功能

项目场景

实现一个商品秒杀的功能，能后台自定义秒杀时间段、商品库存等信息。

一、设计思路

这里简单分享下思路：

1.限流

秒杀时大量用户会在同一时间同时进行抢购，网站瞬时访问流量激增，由于只有少部分用户能够秒杀成功，所以要限制大部分流量，只允许少部分流量进入服务后端。这里使用基于Redis简单粗暴的限流方案：信号量(Semaphore)

信号量就是可以被 多个线程同时持有 的 一种同步对象，比如我设置一个值为5的计数信号量，那么现在有十个线程来获取他就只会有五个可以成功，剩下那五个则获取失败。

所以说如果有个计数信号量定义的值是1，那么他其实就等同于 mutex (互斥锁)

2.具体流程

这里首先需要明确如何缓存秒杀的商品信息？

• 这里是根据秒杀活动状态来缓存秒杀的商品信息，上下架秒杀活动就会将商品信息缓存到Redis中。
• 秒杀成功使用消息队列发送订单信息，RabbitMQ监听器在接受到消息后，将订单信息写入数据库。
• 在秒杀时使用redisson对商品信息上锁，由于打算使用信号量，而信号量本质就是一种锁，所以不用再加锁。

二、数据库设计 1.秒杀活动表

存储秒杀活动信息seckill_info

字段	描述
id(varchar)	主键id
name(varchar)	活动名称
start_time(datetime)	开始时间
end_time(datetime)	结束时间
description(varchar)	描述
state(int)	活动状态，1 开启 2 关闭
…

2.秒杀商品表

存储秒杀商品及相关规则信息seckill_sku_info

字段	描述
id(varchar)	主键id
seckill_id(varchar)	秒杀活动id
sku_id(varchar)	商品id
sku_name(varchar)	商品名字
seckill_price(decimal)	秒杀价格
seckill_stock(int)	秒杀总数量（库存）
limit(int)	每人限购数量
…

3.秒杀订单表

存储订单信息seckill_order

字段	描述
id(varchar)	主键id
order_id(varchar)	订单号
seckill_id(varchar)	秒杀活动id
user_id(datetime)	用户id
user_name(datetime)	用户名
seckill_price(decimal)	秒杀价格
seckill_num(int)	秒杀数量
sku_id(varchar)	商品id
sku_name(varchar)	商品名字
…

（上面数据库只列举了主要字段，具体业务需要具体设计）

三、业务逻辑 1.提供接口

（1）启用/停用活动将秒杀活动和秒杀商品信息缓存到redis
（2）前台获取秒杀活动
（3）用户参与秒杀
（4）秒杀下单

2.核心代码

缓存秒杀活动及商品信息

// 缓存秒杀活动 (key: seckill:demo)
BoundHashOperations<String,String,Object> seckills = stringRedisTemplate.boundHashOps("seckill:demo");
seckills.put(seckillInfo.getId(),JSON.toJSONString(seckillInfo));
// 缓存商品信息 (key: seckill:skus:+秒杀活动id)
BoundHashOperations<String,String,Object> skus = stringRedisTemplate.boundHashOps("seckill:skus:"+seckillInfo.getId());
// 通过秒杀活动id查询秒杀活动商品列表
List<SeckillSkuInfo> skuInfos = seckillSkuInfoService.listBySecKillId(seckillInfo.getId());
skuInfos.forEach(item->{
            String json = JSON.toJSONString(item);
            // 保存每个sku信息
            skus.put(item.getId(),json);
            // 设置分布式信号量 (key: seckill:stock:+秒杀商品表id)
            RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore("seckill:stock:"+item.getId());
            // 信号量设置秒杀商品库存
            semaphore.trySetPermits(item.getSeckillStock());
            // 设置缓存过期时间到秒杀结束时间
           	stringRedisTemplate.expire("seckill:stock:"+item.getId(),seckillInfo.getEndTime().getTime()-System.currentTimeMillis(),TimeUnit.MILLISECONDS);
        });

秒杀逻辑代码

// 获取秒杀活动
BoundHashOperations<String,String,Object> seckills = stringRedisTemplate.boundHashOps("seckill:demo");

// 获取秒杀活动信息
SeckillInfo info = JSON.parseObject(seckills.get(seckillId).toString(), SeckillInfo.class);
// 相关判断逻辑省略
...
// 获取秒杀商品信息
BoundHashOperations<String, String, String> skus = stringRedisTemplate.boundHashOps("seckill:skus:"+seckillId);
String skuInfoStr = skus.get(id);// id为前端秒杀传回的商品表id
if(StringUtils.isNotBlank(skuInfoStr)){
	SeckillSkuInfo skuInfo = JSON.parseObject(skuInfoStr, SeckillSkuInfo.class);
	// 获取信号量
	RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore("seckill:stock:"+skuInfo.getId());
	// 判断是否还有库存
	int count = semaphore.availablePermits();
	if (count == 0) {
		// 已抢光
		...
	}
	// 这个就是不阻塞，能拿到信号量就为true，拿不到（信号量为0 了）就是false
	boolean flag = semaphore.tryAcquire();
	if (flag) {
		// 获取用户成功秒杀次数，若key存在则加1，不存在则初始化为0后再加1
		long total = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("seckill:user:"+userId+"_"+info.getId(),1);
		//设置过期时间为活动有效时间
        stringRedisTemplate.expire("seckill:user:"+userId+"_"+info.getId(),endTime-time, TimeUnit.MILLISECONDS);
		// 判断抢到的用户是否满足要求，不满足则释放一个信号量（redis中信号量值+1）
		if (不满足条件){
			// 释放信号量 ，其中num为购买商品数量
			semaphore.release(num);
			...
		}
		// 秒杀成功,设置订单信息
		SeckillOrder order = new SeckillOrder();
		...
		// 保存到mq
        rabbitTemplate.convertAndSend("seckillExchange", "seckillOrderRoutingkey",order);
	} else {
		// 秒杀失败
		...
	}
	
}else {
	// 秒杀失败
	...
}

使用mq异步下单，处理订单、库存相关信息。

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