库存扣减如何避免超卖和少卖?

news2024/11/18 1:36:42

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所谓”超卖"指的就是商品卖多了，一般我们在商品扣减库存的时候，都会先判断库存够不够如果够在进行扣减，不够则直接返回下单失败。

但是，如果在高并发场景中，可能存在以下情况

当有两个并发线程，同时查询库存，这时数据库中库存剩余1，所以两个线程都得到1的库存，然后经过库存校验之后分别开始进行库存扣减，最终导致库存被扣减成负数。

以上，就是一个典型的高并发情况下的超卖问题。

之所以会发生以上问题，主要是因为并发导致的，所以，解决超卖的问题本质上是解决并发问题。以上问题，最终就是要实现库存扣减过程中的原子性和有序性。

原子性:库存查询、库存判断以及库存扣减动作，作为一个原子操作，过程中不会被打断，也不会有其他线程执行。

有序性:多个并发操作需要排队执行。

数据库扣减

数据库中进行库存扣减是最容易想到的方案，这个方案实现起来非常简单
在扣减过程中，想要保证原子性和有序性，我们可以采用加锁的方式，无论是悲观锁、还是乐观锁都可以实现的。

但是，如果使用悲观锁来实现的话，就会导致很多请求被迫阻塞并且排队，那么如果并发请求量很大的话，就可能直接把数据库给拖垮了。

如果是乐观锁的话，可以用版本号的方式来控制有序执行，但是这个问题在于高并发场景中会存在大量的失败，而且高并发场景中也不适合使用乐观锁，因为乐观锁在update的过程中也是需要加行级锁的，也是会出现阻塞的情况。

那么，在库存扣减时，如果不加锁可以吗?

其实是可以的，我们就借助数据库自己执行引擎的顺序执行机制，只要保证库存不要扣减成负数就行了，那么可行的方案是通过SQL语句就能控制，如:

update inventory
set quantity=quantity- #{count}
where sku id='123'and quantity >= #{count}

也就是说，如果上述SQL可以执行成功的话，是可以确保库存余量大于等于0的，这就避免了超卖的发生。

但是这个方案好吗?其实是不好的。

因为这个方案本质上和乐观锁的方案缺点是一样的，都是完全依赖数据库，并且高并发情况下，多个线程同时update inventory 的时候会发生阻塞，不仅会很慢，还会把数据库拖垮的。

正常来说，MySQL的热点行更新最多也就抗200-300的并发更新，如果想要抗的更多，要么就是提升硬件水平，要么就是做一些技术改造，比如inventory hint的方式。

那么，不用数据库扣减的话，可以用什么呢?答案是可以借助缓存的扣减。

Redis扣减

我们可以基于Redis做库存扣减的，借助Redis的单线程执行的特性，再加上Lua脚本执行过程中的原子性保障，我们可以在Redis中通过Lua脚本进行库存扣减。
在Redis中，使用以下Lua脚本:

local key = KEYS[1]-- 商品的键名
local amount =tonumber(ARGV[1]) -- 扣减的数量
--获取商品当前的库存量--
local stock =tonumber(redis.call('get',key))
--如果库存足够，则减少库存并返回新的库存量
if stock >= amount then
		redis.call('decrby', key, amount)return redis.call('get', key)
else
		return "INSUFFICIENT STOCK"
end

先从Redis中取出当前的剩余库存，然后判断是否足够扣减，如果足够的话，就进行扣减，否则就返回库存不足。

因为lua脚本在执行过程中，可以避免被打断，并且redis执行的过程也是单线程的，所以在脚本中进行判断，再扣减，这个过程是可以避免并发的。所以也就可以实现前面我们说的原子性+有序性了。

并且Redis是一个高性能的分布式缓存，使用Lua脚本扣减库存的方案也非常的高效。