Redis-锁-商品秒杀防止超卖

news2025/3/19 3:17:27

一、秒杀（Seckill）

1. 定义

秒杀：短时间内（如1秒内）大量用户同时抢购 限量低价商品 的营销活动。
典型场景：双11热门商品抢购、小米手机首发、演唱会门票开售。

2. 技术挑战

挑战点	说明	后果示例
高并发请求	瞬时QPS可达10万+	服务器宕机、请求超时
库存精准控制	库存扣减需绝对准确	超卖（实际卖了1001件，库存1000）
公平性	防止机器人抢购	正常用户抢不到

3. 示例流程

sequenceDiagram
    用户->>秒杀系统: 提交抢购请求（iPhone 100台）
    秒杀系统->>Redis: 检查库存 >0？
    Redis-->>秒杀系统: 库存剩余10
    秒杀系统->>Redis: 原子扣减库存（DECR）
    秒杀系统->>消息队列: 生成订单（异步）
    用户-->>秒杀系统: 抢购成功

二、超卖（Oversell）

1. 定义

超卖：实际卖出的商品数量 超过库存数量（如库存100件，卖出105件）。
本质问题：并发场景下 库存判断和扣减的非原子性。

2. 超卖原因

原因	技术解释	类比场景
并发读脏数据	多个线程同时读到库存>0	100人同时看到最后1件商品
非原子操作	先查库存再扣减（非原子）	收银员A和B同时卖最后1件商品
网络延迟	请求到达顺序不可控	多人同时提交订单

3. 超卖过程模拟

bash

# 初始库存：stock=1
用户A：读取stock=1 → 准备扣减（未提交）
用户B：读取stock=1 → 扣减 → stock=0（已提交）
用户A：继续扣减 → stock=-1（超卖！）

三 .代码示例

我用的php代码语法规则不重要重要的是思路

首先

你需要在redis中提前缓存库存的数据例如: 我这里提前缓存了stock:10=10 然后通过redis去获取库存余额，库存不为零则对库存进行递减，如果秒杀用户小于10，就往用户里面添加一个用户id，直到添加了10个秒杀成功的用户。这里的用户id是我前端模拟的js多线程请求传进来的参数。

失败示例

    public function pageIndex($inPath)
    {
    会出现超卖
        $path_data = base_lib_BaseUtils::sstripslashes($this->getUrlParams($inPath));
        $user_id = base_lib_BaseUtils::getStr($path_data['user_id']);
           $SRedis=new SRedis();
           $SRedis->init();
           $redis= $SRedis->getRedisInstance();
            if ($redis->get("stock:10")!=0)
            {
            $redis->set("stock:10",$redis->get("stock:10")-1);
                if ($redis->lLen("miaosha_user")<10){
                    $redis->rPush("miaosha_user",$user_id);
                    return base_lib_Return::REDataJson(0,"秒杀成功");
                }else{
                    return base_lib_Return::REDataJson(0,"很抱歉秒杀失败");
                }
            }
}

我的思考：

虽然这个代码看起来没毛病，并且在请求量

小的情况下，他确实也不会超卖，但是增加了大量并发请求的情况下，就会出现超卖。按照网上redis教程的知识，redis是单线程，这也就是说，正常情况下来说，redis的任何一个单命令都应该是原子性的，可以应对并发，所有客户端请求的命令按顺序执行，天然线程安全。那我上面的代码按这个说法来讲，应该就是线程安全的，但是为什么会出现并发超卖?

原因：

单个命令确实是线程安全的，但是组合命令就会出现竞态，出现并发问题参考我的代码这里

我先是get然后set接着又对list长度进行判断，并且对list的内部推入了一个userid，是组合命令

 if ($redis->get("stock:10")!=0)
            {
            $redis->set("stock:10",$redis->get("stock:10")-1);
                if ($redis->lLen("miaosha_user")<10){
                    $redis->rPush("miaosha_user",$user_id);
                    return base_lib_Return::REDataJson(0,"秒杀成功");
                }else{
                    return base_lib_Return::REDataJson(0,"很抱歉秒杀失败");
                }
            }

所以这种写法并不能实现应对并发

解决思路：

使用lua脚本以及redis的原子命令，当判断库存不足，或者有用户扣减库存导致了库存为负数，就进行回滚，回复到初始状态0。这样就可以应对高并发的场景。

参考代码

 public function pageIndex($inPath) {
        $path_data = base_lib_BaseUtils::sstripslashes($this->getUrlParams($inPath));
        $user_id = base_lib_BaseUtils::getStr($path_data['user_id']);
        $SRedis = new SRedis();
        $SRedis->init();
        $redis = $SRedis->getRedisInstance();
        //lua脚本 原子命令
        $lua = <<<LUA
local stock_key = KEYS[1]
local list_key = KEYS[2]
local user_id = ARGV[1]

-- 检查库存
local stock = tonumber(redis.call('GET', stock_key) or 0)
if stock <= 0 then return 0 end

-- 扣减库存
local remaining = redis.call('DECR', stock_key)
if remaining < 0 then
    redis.call('INCR', stock_key)
    return 0
end

-- 加入用户列表
redis.call('RPUSH', list_key, user_id)
return 1
LUA;

        // 执行脚本（KEYS[1], KEYS[2], ARGV[1]）
        $result = $redis->eval($lua, ["stock:10", "miaosha_user", $user_id], 2);

        if ($result === 1) {
            return base_lib_Return::REDataJson(0, "秒杀成功");
        } else {
            return base_lib_Return::REDataJson(0, "很抱歉，秒杀失败");
        }
    }
}

前端模拟多线程并发请求：

<html>
<meta charset="utf-8">
<body>
<textarea style="width: 500px;height: 500px;font-size: 20px" id="box"></textarea>
<script>
    // 生成20个随机用户ID（范围：10000-99999）
    const generateRandomUserIds = () => {
        const ids = new Set();
        while (ids.size < 20) {
            const timestamp = Date.now().toString().slice(-5); // 取时间戳后5位
            const randomPart = Math.floor(Math.random() * 9000) + 1000; // 4位随机数
            ids.add(`${timestamp}${randomPart}`);
        }
        return Array.from(ids);
    };

    // 修改后的请求函数
    function readysell(userId) {
        fetch(`/product/index?user_id=${userId}`, {
            method: 'POST',
            headers: { 'Accept': 'application/json' }
        })
            .then(response => {
                if (!response.ok) throw new Error('请求失败');
                return response.json();
            })
            .then(data => {
                const logMsg = data.data ? `用户 ${userId} 获得锁` : `用户 ${userId} 请求繁忙`;
                document.getElementById('box').append(logMsg + '\n')
                console.log(logMsg);
            })
            .catch(error => console.error(error));

    }

    // 并发模拟逻辑（携带20个随机ID）
    function simulateConcurrency() {
        const userIds = generateRandomUserIds();
        userIds.forEach((userId, index) => {
            setTimeout(() => {
                console.log(`线程 ${index + 1} 使用ID: ${userId}`);
                readysell(userId);
            }, Math.random() * 500); // 随机延迟
        });
    }

    // 启动并发测试
    simulateConcurrency();
</script>
</body>
</html>