Redis的优惠券秒杀问题（五）全局唯一ID 以及秒杀下单

关于优惠秒杀问题的Redis实现章节总览

全局唯一ID

场景分析

不能用自增的原因

id的规律性太明显

受单表数据量的限制

全局唯一ID的条件

全局唯一ID的Redis实现

代码实现

单元测试

其它全局唯一ID的生成策略

秒杀下单

场景分析

优惠券秒杀的下单功能的实现

代码实现

存在问题

Redis的优惠券秒杀问题（五）全局唯一ID 以及秒杀下单

关于优惠秒杀问题的Redis实现章节总览

我们要讲述的问题大致如下所示，根据黑马程序员视频教程，会分离出Redis关于秒杀问题的核心知识点进行讲解！

全局唯一ID
实现优惠券秒杀下单
超卖问题
一人一单
分布式锁
Redis优化秒杀
Redis消息队列实现异步秒杀

全局唯一ID

场景分析

首先，我们依照黑马的项目来进行分析，在什么情况下要使用到这个全局唯一ID。

在黑马点评这个项目中，使用的商品其实也就是优惠券

当用户抢购时，就会生成订单并保存到 tb_voucher_order 这张表中

CREATE TABLE `tb_voucher_order`  (
  `id` bigint NOT NULL COMMENT '主键',
  `user_id` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '下单的用户id',
  `voucher_id` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '购买的代金券id',
  `pay_type` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '支付方式 1：余额支付；2：支付宝；3：微信',
  `status` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '订单状态，1：未支付；2：已支付；3：已核销；4：已取消；5：退款中；6：已退款',
  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '下单时间',
  `pay_time` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '支付时间',
  `use_time` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '核销时间',
  `refund_time` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '退款时间',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT;

但是，这张SQL表里面的主键id，是不可以使用自增的！！！

不能用自增的原因

id的规律性太明显

如果使用自增的话，用户可以根据两笔订单的ID，来判断这段时间内订单的量。

受单表数据量的限制

订单的数据量一般很大，一天可能会有几百万，如果使用自增ID，就很难分库分表了！

全局唯一ID的条件

全局ID生成器，是一种在分布式系统下用来生成全局唯一ID的工具，一般要满足下列特性：

全局唯一ID的Redis实现

为了增加ID的安全性，我们可以不直接使用Redis自增的数值，而是拼接一些其它信息

符号位：1bit，永远为0

时间戳：31bit，以秒为单位，可以使用69年

序列号：32bit，秒内的计数器，支持每秒产生2^32个不同ID

代码实现

RedisIdWorker-Redis全局ID生成器工具类

/**
 * Redis的全局ID生成器
 */
@Component
public class RedisIdWorker {

    /**
     * 开始时间戳
     * 2022.1.1的时间戳
     */
    private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L;

    /**
     * 序列号的位数
     */
    private static final int COUNT_BITS = 32;

    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    // 构造器注入
    public RedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    /**
     * 生成全局ID
     * Long 类型 8个字节 64个bit
     * 符号位（1bit） + 时间戳（31bit） + 序列号（32bit）
     * @param keyPrefix
     * @return
     */
    public long nextId(String keyPrefix) {
        // 1.生成时间戳
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
        // ID的时间戳
        long timestamp = nowSecond - BEGIN_TIMESTAMP;

        // 2.生成序列号
        // 2.1.获取当前日期，精确到天
        String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));

        // 2.2.自增长
        // icr表示自增长，keyPrefix表示业务类型，一天一个key
        // 例如： icr:order:2022:11:16
        long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("icr:" + keyPrefix + ":" + date);

        // 3.拼接并返回 (位运算)
        return timestamp << COUNT_BITS | count;
    }
}

位运算实现字符串拼接

timestamp << COUNT_BITS | count

将 timestamp 向左移动32位，在与 count 做“或”运算（一个为真就为真！）

单元测试

我们可以看看并发情况下，该工具类的性能怎么样

@Resource
private RedisIdWorker redisIdWorker;

private ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(500);

@Test
void testIdWorker() throws InterruptedException {

    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(300);

    Runnable task = () -> {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            long id = redisIdWorker.nextId("order");
            System.out.println("id = " + id);
        }
        latch.countDown();
    };
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < 300; i++) {
        es.submit(task);
    }
    latch.await();
    long end = System.currentTimeMillis();

    System.out.println(end - start);
}

运行结果如下

生成3万个订单ID

其它全局唯一ID的生成策略

UUID
Redis自增
snowflake算法
数据库自增

秒杀下单

场景分析

每个店铺都可以发布优惠券，分为平价券和特价券。平价券可以任意购买，而特价券需要秒杀抢购

tb_voucher：优惠券的基本信息，优惠金额、使用规则等（普通券+秒杀券）

CREATE TABLE `tb_voucher`  (
  `id` bigint UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `shop_id` bigint UNSIGNED NULL DEFAULT NULL COMMENT '商铺id',
  `title` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL COMMENT '代金券标题',
  `sub_title` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '副标题',
  `rules` varchar(1024) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '使用规则',
  `pay_value` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '支付金额，单位是分。例如200代表2元',
  `actual_value` bigint NOT NULL COMMENT '抵扣金额，单位是分。例如200代表2元',
  `type` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '0,普通券；1,秒杀券',
  `status` tinyint UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '1,上架; 2,下架; 3,过期',
  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 10 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT;

tb_seckill_voucher：优惠券的库存、开始抢购时间，结束抢购时间。特价优惠券才需要填写这些信息（秒杀券拓展字段）

CREATE TABLE `tb_seckill_voucher`  (
  `voucher_id` bigint UNSIGNED NOT NULL COMMENT '关联的优惠券的id',
  `stock` int NOT NULL COMMENT '库存',
  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `begin_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '生效时间',
  `end_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '失效时间',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`voucher_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci COMMENT = '秒杀优惠券表，与优惠券是一对一关系' ROW_FORMAT = COMPACT;

优惠券秒杀的下单功能的实现

秒杀是否开始或结束，如果尚未开始或已经结束则无法下单
库存是否充足，不足则无法下单

代码实现

@Resource
private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;

@Resource
private RedisIdWorker redisIdWorker;

@Override
@Transactional
public Result seckillVoucher(Long voucherId) {

    // 1. 查询优惠券
    SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
    LocalDateTime nowTime = LocalDateTime.now();

    // 2. 判断秒杀是否开始
    if (nowTime.isBefore(voucher.getBeginTime())) {
        return Result.fail("活动未开始！");
    }

    // 3. 判断秒杀是否结束
    if (nowTime.isAfter(voucher.getEndTime())) {
        return Result.fail("活动已结束！");
    }

    // 4. 判断库存
    if (voucher.getStock() < 1) {
        return Result.fail("已买完！");
    }

    // 5. 减库存
    boolean success = seckillVoucherService.update()
            .setSql("stock = stock - 1")
            .eq("voucher_id", voucherId).update();

    if (!success) {
        return Result.fail("库存不足");
    }

    // 6. 创建订单
    VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();

    // 6.1 订单id
    long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
    voucherOrder.setId(orderId);
    // 6.2 用户id
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    voucherOrder.setUserId(userId);
    // 6.3代金券id
    voucherOrder.setVoucherId(voucherId);
    save(voucherOrder);

    // 7. 返回订单
    return Result.ok(orderId);
}