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PHP高并发情况下如何防止商品库存超卖?

2022-4-19 01:30| 发布者: admin| 查看: 251| 评论: 0|原作者: php中文网课程

摘要: php中文网课程每日17点准时技术干货分享商城系统中,抢购和秒杀是很常见的营销场景,在一定时间内有大量的用户访问商场下单,...

php中文网课程

每日17点准时技术干货分享

商城系统中，抢购和秒杀是很常见的营销场景，在一定时间内有大量的用户访问商场下单，主要需要解决的问题有两个：

高并发对数据库产生的压力；
竞争状态下如何解决商品库存超卖；

高并发对数据库产生的压力

对于第一个问题，使用缓存来处理，避免直接操作数据库，例如使用 Redis。

竞争状态下如何解决商品库存超卖

对于第二个问题，需要重点说明。

常规写法：查询出对应商品的库存，判断库存数量否大于 0，然后执行生成订单等操作，但是在判断库存是否大于 0 处，如果在高并发下就会有问题，导致库存量出现负数。

测试表 sql

把如下表数据导入到数据库中


/*Navicat MySQL Data TransferSource Server         : 01 本地localhostSource Server Version : 50553Source Host           : localhost:3306Source Database       : testTarget Server Type    : MYSQLTarget Server Version : 50553File Encoding         : 65001Date: 2020-11-06 14:31:35*/SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;-- ------------------------------ Table structure for products-- ----------------------------DROP TABLE IF EXISTS `products`;CREATE TABLE `products` (  `id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',  `title` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '货品名称',  `store` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '货品库存',  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='货品表';-- ------------------------------ Records of products-- ----------------------------INSERT INTO `products` VALUES ('1', '稻花香大米', '20');-- ------------------------------ Table structure for order_log-- ----------------------------DROP TABLE IF EXISTS `order_log`;CREATE TABLE `order_log` (  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,  `content` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '日志内容',  `c_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1;-- ------------------------------ Table structure for order-- ----------------------------DROP TABLE IF EXISTS `order`;CREATE TABLE `order` (  `oid` bigint(20) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '订单号',  `product_id` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '商品ID',  `number` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '购买数量',  `c_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',  PRIMARY KEY (`oid`)) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1 COMMENT='订单表';

下单处理代码


<?phpdb();global $con;//step1 接收下单参数$product_id = 1;// 商品ID$buy_num = 1;// 购买数量//step2 查询商品信息$sql = "select * from products where id={$product_id}";$result = mysqli_query($con, $sql);$row = mysqli_fetch_assoc($result);//step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量//此处在高并发下，可能出现上一个下单后还没来得及更新库存，下一个下单判断库存数不是最新的库存if ($row['store'] > 0) {    sleep(1);    //step4 更新商品库存数量（减去下单数量）    $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";    if (mysqli_query($con, $sql)) {        echo "更新成功";        //step5 生成订单号创建订单        $oid = build_order_no();        create_order($oid, $product_id, $buy_num);        insertLog('库存减少成功，下单成功');    } else {        echo "更新失败";        insertLog('库存减少失败');    }} else {    echo "没有库存";    insertLog('库存不够');}function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}/** * 生成唯一订单号 */function build_order_no(){    return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);}function create_order($oid, $product_id, $number){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";    mysqli_query($con, $sql);}/** * 记录日志 */function insertLog($content){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";    mysqli_query($con, $sql);}

将库存字段字段设为 unsigned

因为库存字段不能为负数，在下单后更新商品库存时，如果出现负数将返回 false


<?phpdb();global $con;//step1 接收下单参数$product_id = 1;// 商品ID$buy_num = 1;// 购买数量//step2 查询商品信息$sql = "select * from products where id={$product_id} for UPDATE";//利用for update 开启行锁$result = mysqli_query($con, $sql);$row = mysqli_fetch_assoc($result);//step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量if ($row['store'] > 0) {    sleep(1);    //step4 更新商品库存数量（减去下单数量）    $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";    if (mysqli_query($con, $sql)) {        echo "更新成功";        //step5 生成订单号创建订单        $oid = build_order_no();        create_order($oid, $product_id, $buy_num);        insertLog('库存减少成功，下单成功');    } else {        // 如果出现负数将返回false        echo "更新失败";        insertLog('库存减少失败');    }} else {    //商品已经抢购完    echo "没有库存";    insertLog('库存不够');}function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}/** * 生成唯一订单号 */function build_order_no(){    return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);}function create_order($oid, $product_id, $number){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";    mysqli_query($con, $sql);}/** * 记录日志 */function insertLog($content){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";    mysqli_query($con, $sql);}

使用 mysql 的事务，锁住操作的行

在下单处理过程中，使用 mysql 的事务将正在下单商品行数据锁定


<?phpdb();global $con;//step1 接收下单参数$product_id = 1;// 商品ID$buy_num = 1;// 购买数量mysqli_query($con, "BEGIN"); //开始事务//step2 查询商品信息$sql = "select * from products where id={$product_id} for UPDATE";//利用for update 开启行锁$result = mysqli_query($con, $sql);$row = mysqli_fetch_assoc($result);//step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量if ($row['store'] > 0) {    sleep(1);    //step4 更新商品库存数量（减去下单数量）    $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";    if (mysqli_query($con, $sql)) {        echo "更新成功";        //step5 生成订单号创建订单        $oid = build_order_no();        create_order($oid, $product_id, $buy_num);        insertLog('库存减少成功，下单成功');        mysqli_query($con, "COMMIT");//事务提交即解锁    } else {        echo "更新失败";        insertLog('库存减少失败');        mysqli_query($con, "ROLLBACK");//事务回滚即解锁    }} else {    //商品已经抢购完    echo "没有库存";    insertLog('库存不够');    mysqli_query($con, "ROLLBACK");//事务回滚即解锁}function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}/** * 生成唯一订单号 */function build_order_no(){    return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);}function create_order($oid, $product_id, $number){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";    mysqli_query($con, $sql);}/** * 记录日志 */function insertLog($content){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";    mysqli_query($con, $sql);}

使用非阻塞的文件排他锁

在处理下单请求的时候，用 flock 锁定一个文件，如果锁定失败说明有其他订单正在处理，此时要么等待要么直接提示用户” 服务器繁忙”，计数器存储抢购的商品数量，避免查询数据库。

阻塞 (等待) 模式：并发时，当有第二个用户请求时，会等待第一个用户请求完成、释放锁，获得文件锁之后，程序才会继续运行下去。


<?phpdb();global $con;//step1 接收下单参数$product_id = 1;// 商品ID$buy_num = 1;// 购买数量$fp = fopen('lock.txt', 'w');if (flock($fp, LOCK_EX)) {   //文件独占锁,阻塞    //step2 查询商品信息    $sql = "select * from products where id={$product_id}";    $result = mysqli_query($con, $sql);    $row = mysqli_fetch_assoc($result);    //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量    if ($row['store'] > 0) {        //处理订单        sleep(1);        //step4 更新商品库存数量（减去下单数量）        $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";        if (mysqli_query($con, $sql)) {            echo "更新成功";            //step5 生成订单号创建订单            $oid = build_order_no();            create_order($oid, $product_id, $buy_num);            insertLog('库存减少成功，下单成功');        } else {            echo "更新失败";            insertLog('库存减少失败');        }    } else {        //商品已经抢购完        echo "没有库存";        insertLog('库存不够');    }    flock($fp, LOCK_UN); //释放锁}fclose($fp);function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}/** * 生成唯一订单号 */function build_order_no(){    return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);}function create_order($oid, $product_id, $number){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";    mysqli_query($con, $sql);}/** * 记录日志 */function insertLog($content){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";    mysqli_query($con, $sql);}

非阻塞模式：并发时，第一个用户请求，拿得文件锁之后。后面请求的用户直接返回系统繁忙，请稍后再试


<?phpdb();global $con;//step1 接收下单参数$product_id = 1;// 商品ID$buy_num = 1;// 购买数量$fp = fopen('lock.txt', 'w');if (flock($fp, LOCK_EX|LOCK_NB)) {   //文件独占锁,非阻塞    //step2 查询商品信息    $sql = "select * from products where id={$product_id}";    $result = mysqli_query($con, $sql);    $row = mysqli_fetch_assoc($result);    //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量    if ($row['store'] > 0) {        //处理订单        sleep(1);        //step4 更新商品库存数量（减去下单数量）        $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";        if (mysqli_query($con, $sql)) {            echo "更新成功";            //step5 生成订单号创建订单            $oid = build_order_no();            create_order($oid, $product_id, $buy_num);            insertLog('库存减少成功，下单成功');        } else {            echo "更新失败";            insertLog('库存减少失败');        }    } else {        //商品已经抢购完        echo "没有库存";        insertLog('库存不够');    }    flock($fp, LOCK_UN); //释放锁} else {    //系统繁忙，请稍后再试    echo "系统繁忙，请稍后再试";    insertLog('系统繁忙，请稍后再试');}fclose($fp);function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}/** * 生成唯一订单号 */function build_order_no(){    return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);}function create_order($oid, $product_id, $number){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";    mysqli_query($con, $sql);}/** * 记录日志 */function insertLog($content){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";    mysqli_query($con, $sql);}

使用redis队列

因为 pop 操作是原子的，即使有很多用户同时到达，也是依次执行，推荐使用
mysql 事务在高并发下性能下降很厉害，文件锁的方式也是

1.先将商品库存到 redis 队列


<?phpdb();global $con;// 查询商品信息$product_id = 1;$sql = "select * from products where id={$product_id}";$result = mysqli_query($con, $sql);$row = mysqli_fetch_assoc($result);$store = $row['store'];// 获取商品在redis缓存的库存$redis = new Redis();$result = $redis->connect('127.0.0.1', 6379);$key = 'goods_store_' . $product_id;$res = $redis->llen($key);$count = $store - $res;for ($i=0; $i<$count; $i++) {    $redis->lpush($key, 1);}echo $redis->llen($key);function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}

2. 抢购、秒杀逻辑


<?phpdb();global $con;//step1 接收下单参数$product_id = 1;// 商品ID$buy_num = 1;// 购买数量//step2 下单前判断redis队列库存量$redis = new Redis();$result = $redis->connect('127.0.0.1',6379);$count = $redis->lpop('goods_store_' . $product_id);if (!$count) {    insertLog('error:no store redis');    return '秒杀结束，没有商品库存了';}sleep(1);//step3 更新商品库存数量（减去下单数量）$sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";if (mysqli_query($con, $sql)) {    echo "更新成功";    //step4 生成订单号创建订单    $oid = build_order_no();    create_order($oid, $product_id, $buy_num);    insertLog('库存减少成功，下单成功');} else {    echo "更新失败";    insertLog('库存减少失败');}function db(){    global $con;    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }}/** * 生成唯一订单号 */function build_order_no(){    return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT);}function create_order($oid, $product_id, $number){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')";    mysqli_query($con, $sql);}/** * 记录日志 */function insertLog($content){    global $con;    $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')";    mysqli_query($con, $sql);}

redis 乐观锁防止超卖


<?php$redis =new Redis();$redis->connect("127.0.0.1", 6379);$redis->watch('sales');//乐观锁 监视作用 set()  初始值0$sales = $redis->get('sales');$n = 20;// 库存if ($sales >= $n) {    exit('秒杀结束');}//redis开启事务$redis->multi();$redis->incr('sales'); //将 key 中储存的数字值增一 ,如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，然后再执行 INCR 操作。$res = $redis->exec(); //成功1 失败0if ($res) {    //秒杀成功    $con = new mysqli('localhost','root','root','test');    if (!$con) {        echo "数据库连接失败";    }    $product_id = 1;// 商品ID    $buy_num = 1;// 购买数量    sleep(1);    $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}";    if (mysqli_query($con, $sql)) {        echo "秒杀完成";    }} else {    exit('抢购失败');}