解密 Redis 助力双 11 背后电商秒杀系统

来源：t.cn/EAlQqQD

• 背景
• 秒杀的特征
• 秒杀系统

背景

秒杀活动是绝大部分电商选择的低价促销，推广品牌的方式。既能够给平台带来用户量，还能够提升平台知名度。一个好的秒杀系统，能够提升平台系统的稳定性和公平性，得到更好的用户体验，提高平台的口碑，从而提高秒杀活动的最大价值。

本文讨论云数据库Redis版缓存设计高并发的秒杀系统。

秒杀的特征

秒杀活动对稀少或特价的商品进行定时定量售卖，吸引成大量的消费者进行抢购，但又只有少部分消费者能够下单成功。所以，秒杀活动将在必定时间内产生比平时大几十倍倍，上百倍的页面访问流量和下单请求流量。

秒杀活动能够分为3个阶段：

• 秒杀前：用户不断刷新商品详情页，页面请求达到临时开头。
• 秒杀开始：用户点击秒杀按钮，下单请求达到暂时提早。
• 秒杀后：一部分红功下单的用户不断刷新订单或产生退单操做，大部分用户继续刷新商品详情页等待退单机会。

消费者提交的订单，通常作法是利用数据库的行级锁，只有抢到锁的请求能够进行库存查询和下单操做。可是在高并发的状况下，数据库没法承受如此大的请求，每每须要整个服务被阻止，在消费者看来就是服务器停机机。

秒杀系统

利用系统的层次结构，在每一个阶段提早从新验证，拦截无效流量，能够减小大量无效的流量涌入数据库。

利用浏览器缓存和CDN抗压静态页面流量

所以，咱们须要把秒杀商品详情页与普通的商品详情页分开。关于秒杀商品详情页试图将能静态化的元素静态化处理，除了秒杀按钮须要服务端进行动态判断，其余的静态数据能够缓存在浏览器和CDN上。这样，秒杀前刷新页面致使的流量进入服务端的流量只有很小的一部分。

利用识读分离Redis缓存拦截流量

CDN是第一级流量拦截，第二级流量拦截咱们使用支持读写分离的Redis。在这一阶段咱们主要读取数据，读取分离Redis能支持高达60万以上qps，彻底能够支持需求。

首先经过数据控制模块，提早将秒杀商品缓存到标识符分离Redis，并设置秒杀开始标记以下：

"goodsId_count": 100 //总数
"goodsId_start": 0   //开始标记
"goodsId_access": 0  //接受下单数

1. 秒杀开始前，服务从新读取goodsId_Start为0，直接返回未开始。

2. 数据控制模块将goodsId_start改成1，标志秒杀开始。

3. 服务最大化缓存开始标记位并开始接受请求，并记录到redis中goodsId_access，商品剩余数量为（goodsId_count-goodsId_access）。

4. 当接受下单数达到goodsId_count后，继续拦截全部请求，商品剩余数量为0。

能够抛光，最后成功参与下单的请求只有少部分能够被接受。在高并发的状况下，容许稍微多的流量进入。所以能够控制接受下单数的比例。

利用主从版Redis缓存加速库存扣量

成功避免下单后，进入下层服务，开始进行订单信息校验，库存扣量。为了不直接访问数据库，咱们使用主从版Redis来进行库存扣量，主从版Redis提供10万等级的QPS。使用Redis来优化库存查询，提早拦截秒杀失败的请求，将大大提升系统的总体稳定性。

经过数据控制模块提早将库存存入Redis，将每一个秒杀商品在Redis中用一个hash结构表示。

"goodsId" : {
    "Total": 100
    "Booked": 100
}

扣量时，服务器经过请求Redis获取下单资格，经过如下lua脚本实现，经过Redis是单线程模型，lua能够保证多个命令的原子性。

local n = tonumber(ARGV[1])
if not n  or n == 0 then
    return 0
end
local vals = redis.call("HMGET", KEYS[1], "Total", "Booked");
local total = tonumber(vals[1])
local blocked = tonumber(vals[2])
if not total or not blocked then
    return 0
end
if blocked + n <= total then
    redis.call("HINCRBY", KEYS[1], "Booked", n)
    return n;
end
return 0

先使用SCRIPT LOAD将lua脚本EVALSHA预先缓存在Redis，而后调用调用脚本，比直接调用EVAL节省网络带宽：

redis 127.0.0.1:6379>SCRIPT LOAD "lua code"
"438dd755f3fe0d32771753eb57f075b18fed7716"
redis 127.0.0.1:6379>EVAL 438dd755f3fe0d32771753eb57f075b18fed7716 1 goodsId 1

秒杀服务经过判断Redis是否返回抢购个数n，便可知道这次请求是否扣量成功。

使用主从版Redis实现简单的消息异步下单入库

若是商品数量减小的时候，直接操做数据库便可。若是秒杀的商品是1万，甚至10万等级，那数据库锁冲突将带来很大的性能优点。。所以，利用消息组件，当秒杀服务将订单信息写入消息变量后，便可认为下单完成，避免直接操做数据库。

1. 消息模块组件依然可使用Redis实现，在R2中用列表数据结构表示。

```java
     orderList {
         [0] = {订单内容}
         [1] = {订单内容}
         [2] = {订单内容}
         ...
     }

1. 将订单内容写入

```java
    LPUSH orderList {订单内容}

1. 初步下单模块从Redis中顺序获取订单信息，将订单写入数据库。

```java
     BRPOP orderList 0

经过使用Redis做为消息收发器，异步处理订单入库，有效的提升了用户的下单完成速度。

数据控制模块管理秒杀数据同步

最开始，利用识别分离Redis进行流量限制，只让部分流量进入下单。对于下单检验失败和退单等状况，须要让更多的流量进来。所以，数据控制模块须要定时将数据库中的数据进行必定的计算，同步到主从版Redis，同时再同步到读写分离的Redis，让更多的流量进来。