引言
本文代碼已提交至Github（版本號：
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在上一篇博客《淘東電商項目（73） -秒殺系統（前端優化)》主要講解了秒殺系統的前端優化，本文開始講解後端的秒殺系統設計。
本文目錄結構：
l____引言
l____ 1.什麼是庫存超賣？
l____ 2.庫存超賣的解決方案
l________ 2.1 解決方案
l________ 2.2 數據庫表設計
l________ 2.3 使用DB行鎖（悲觀鎖）
l________ 2.4 使用version控制（樂觀鎖）
l____ 3. 測試
l________ 3.1 測試悲觀鎖
l________ 3.2 測試樂觀鎖
1.什麼是庫存超賣？
在秒殺系統中，同一時刻大量的用戶會併發訪問秒殺接口，此時數據庫會相應的減少庫存，舉個例子：
比如一件商品有100件，此時有10萬個用戶同時訪問秒殺接口，當數據庫還剩一件商品時，A用戶和B用戶同時進入接口，操作數據庫，都做扣減庫存操作（set sum=sum-1），由於數據庫的行鎖機制，A用戶先獲取到行鎖，所以A用戶獲取後，庫存應該爲0（即當前庫存-1）。A用戶操作完後，釋放行鎖，B用戶進行操作，庫存變爲-1（即當前庫存-1），這很明顯是不符合需求的，那該如何解決呢？下面來講解。
2.庫存超賣的解決方案
2.1 解決方案
爲了應對庫存超賣的問題，有兩種解決方案：
- 使用DB行鎖，也就是悲觀鎖（WHERE控制）。
- 使用version控制，也就是樂觀鎖（CAS無鎖機制）。
2.2 數據庫表設計
講解代碼前，先看看秒殺系統數據庫的表設計：
①訂單表：
CREATE TABLE `order` (
`seckill_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '秒殺商品id',
`user_phone` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用戶手機號',
`state` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '-1' COMMENT '狀態標示:-1:無效 0:成功 1:已付款 2:已發貨',
`create_time` datetime NOT NULL COMMENT '創建時間',
KEY `idx_create_time` (`create_time`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='秒殺成功明細表';
②秒殺庫存表：
CREATE TABLE `seckill` (
`seckill_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品庫存id',
`name` varchar(120) NOT NULL COMMENT '商品名稱',
`inventory` int(11) NOT NULL COMMENT '庫存數量',
`start_time` datetime NOT NULL COMMENT '秒殺開啓時間',
`end_time` datetime NOT NULL COMMENT '秒殺結束時間',
`create_time` datetime NOT NULL COMMENT '創建時間',
`version` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '樂觀鎖',
PRIMARY KEY (`seckill_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='秒殺庫存表';
2.3 使用DB行鎖（悲觀鎖）
首先看看秒殺接口的代碼邏輯：
@Transactional
public BaseResponse<JSONObject> spike(String phone, Long seckillId) {
// TODO 1.參數驗證
// TODO 2.用戶頻率限制 setnx 如果key存在話
// TODO 3.修改數據庫對應的庫存 1萬中只有100個搶購成功 提前生成好100個token 誰能夠搶購成功toen放入到mq中實現異步修改庫存
// TODO 4.添加秒殺成功訂單 基於MQ實現異步形式
}
庫存超賣邏輯在第3個步驟，下面直接貼出Mybatis SQL語句：
update
seckill
set
inventory=inventory-1
where
seckill_id=#{seckillId} and inventory>0;
上面的語句主要是由where來控制，在inventory（庫存數量）大於0的情況下，才允許修改庫存減一。
缺點：由於DB裏面使用的是行鎖，所以效率比較低，要等一個更新操作完才能進行下一個更新操作，在用戶併發量高的情況下，效率非常慢。
解決方案：使用version控制，即樂觀鎖，下面講解。
2.4 使用version控制（樂觀鎖）
注意：樂觀鎖CAS無鎖機制主要的兩個變量：“預期值"和"結果值”。
下面看看使用樂觀鎖之後的MyBatis SQL語句：
①首先獲取當前樂觀鎖的version版本號：
SELECT
seckill_id AS seckillId,name as name,inventory as inventory,start_time as startTime,end_time as endTime,create_time as createTime,version as version
from
seckill
where
seckill_id=#{seckillId}
②然後傳入查詢的樂觀鎖的version版本號，並更新庫存：
update
seckill
set
inventory=inventory-1, version=version+1
where
seckill_id=#{seckillId} and inventory>0 and version=#{version} ;
優點：效率高同時也防止庫存超賣。
3. 測試
首先數據庫模擬插入一條數據：
INSERT INTO `seckill`(`seckill_id`, `name`, `inventory`, `start_time`, `end_time`, `create_time`, `version`) VALUES (100001, 'iphoneX', 100, '2020-05-25 17:16:11', '2020-05-25 17:16:13', '2020-05-25 17:16:16', 1);
使用JMeter測試，定義200個用戶訪問：
3.1 測試悲觀鎖
調用悲觀鎖接口pessimisticDeduction，核心代碼如下：
@Transactional
public BaseResponse<JSONObject> spike(String phone, Long seckillId) {
// 1.參數驗證
if (StringUtils.isEmpty(phone)) {
return setResultError("手機號碼不能爲空!");
}
if (seckillId == null) {
return setResultError("商品庫存id不能爲空!");
}
SeckillEntity seckillEntity = seckillMapper.findBySeckillId(seckillId);
if (seckillEntity == null) {
return setResultError("商品信息不存在!");
}
// 2.用戶頻率限制 setnx 如果key存在話
// 3.（悲觀鎖 ）修改數據庫對應的庫存 1萬中只有100個搶購成功 提前生成好100個token 誰能夠搶購成功token放入到mq中實現異步修改庫存
int inventoryDeduction = seckillMapper.pessimisticDeduction(seckillId);
if (!toDaoResult(inventoryDeduction)) {
log.info(">>>修改庫存失敗>>>>inventoryDeduction返回爲{} 秒殺失敗！", inventoryDeduction);
return setResultError("親，請稍後重試!");
}
// 4.添加秒殺成功訂單 基於MQ實現異步形式
OrderEntity orderEntity = new OrderEntity();
orderEntity.setUserPhone(phone);
orderEntity.setSeckillId(seckillId);
int insertOrder = orderMapper.insertOrder(orderEntity);
if (!toDaoResult(insertOrder)) {
return setResultError("親，請稍後重試!");
}
log.info(">>>修改庫存成功>>>>inventoryDeduction返回爲{} 秒殺成功", inventoryDeduction);
return setResultSuccess("恭喜您，秒殺成功!");
}
運行JMeter，可以看到數據庫的庫存減爲0，並新增了100條訂單：
| 運行前 | 運行後 |
|---|---|
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3.2 測試樂觀鎖
調用樂觀鎖接口optimisticDeduction，核心代碼如下：
@Transactional
public BaseResponse<JSONObject> spike(String phone, Long seckillId) {
// 1.參數驗證
if (StringUtils.isEmpty(phone)) {
return setResultError("手機號碼不能爲空!");
}
if (seckillId == null) {
return setResultError("商品庫存id不能爲空!");
}
SeckillEntity seckillEntity = seckillMapper.findBySeckillId(seckillId);
if (seckillEntity == null) {
return setResultError("商品信息不存在!");
}
// 2.用戶頻率限制 setnx 如果key存在話
// 3.（樂觀鎖 ）修改數據庫對應的庫存 1萬中只有100個搶購成功 提前生成好100個token 誰能夠搶購成功token放入到mq中實現異步修改庫存
Long version = seckillEntity.getVersion();
int inventoryDeduction = seckillMapper.optimisticDeduction(seckillId, version);
if (!toDaoResult(inventoryDeduction)) {
log.info(">>>修改庫存失敗>>>>inventoryDeduction返回爲{} 秒殺失敗！", inventoryDeduction);
return setResultError("親，請稍後重試!");
}
// 4.添加秒殺成功訂單 基於MQ實現異步形式
OrderEntity orderEntity = new OrderEntity();
orderEntity.setUserPhone(phone);
orderEntity.setSeckillId(seckillId);
int insertOrder = orderMapper.insertOrder(orderEntity);
if (!toDaoResult(insertOrder)) {
return setResultError("親，請稍後重試!");
}
log.info(">>>修改庫存成功>>>>inventoryDeduction返回爲{} 秒殺成功", inventoryDeduction);
return setResultSuccess("恭喜您，秒殺成功!");
}
運行JMeter，可以看到數據庫的庫存減少了24個，並新增了24條訂單：
| 運行前 | 運行後 |
|---|---|
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