Redis和请求队列解决高并发

背景

在移动互联网高速发展的时代，各种电商平台的抢购业务变得越来越火爆，抢购业务所带来的高并发问题值得我们去探索，主要涉及的方面包括处理和响应速度、数据的一致性等。抢购开放的一瞬间，可能有成千上万的下订单请求发送到服务器去处理，如果只是简单的请求处理响应方式，不做任何处理，导致的结果很可能是很多客户很长时间得不到响应，根本不知道自己是否下订单成功，或者下订单的数量已经超过了商品的数量，这就导致了超发的问题。

设计思路

用户在下订单之前当然是先查询到这个商品，在这个查询的时候，将数据库中商品的剩余数量存到redis中；

服务器在一瞬间接到成千上万的下订单请求，在控制层没有直接处理请求数据，而是先根据redis中商品的剩余数量来判断，如果>0,就将请求放到请求队列中，否则直接响应客户端“卖完了”；

考虑到数据的一致性，队列的容量就是商品的剩余数量，队列采用的是线程安全的队列LinkedBlockingQueue(单台服务器),然后通过新的线程异步处理这些请求，多台服务器的话,可以考虑使用消息队列MQ,单独用一台服务器去处理消息队列中的请求;

客户端发送订单请求之后，会收到响应，要么是剩余数量不足（卖完了），要么是请求已经被放到队列中,为下一步的轮询订单做准备;

如果响应状态是卖完了，直接提示客户，如果请求已经放入队列中，就可以根据用户id和商品id去轮询订单了；

实现步骤

说明：用java语言，springmvc框架+redis实现

• 准备工作，查询商品信息，将剩余数量同步到redis中

Jedis jedis = jedisPool.getResource();BuyGood good=buyGoodService.getById(good_id);jedis.set("residue"+good_id, good.getResidue()+"");jedisPool.returnResource(jedis);

• 下订单的方法,下面直接展示代码，包括请求对象，控制层方法，请求处理线程类的具体实现

• 请求封装对象

public class BuyRequest {    private int good_id;//商品id    private int user_id;//用户ID    private int order_id;//订单id    private BuyOrders buyOrders;//订单信息    private int response_status;//0:未处理;1:正常;2:异常    public BuyOrders getBuyOrders() {        return buyOrders;    }    public void setBuyOrders(BuyOrders buyOrders) {        this.buyOrders = buyOrders;    }    public int getGood_id() {        return good_id;    }    public void setGood_id(int good_id) {        this.good_id = good_id;    }    public int getOrder_id() {        return order_id;    }    public void setOrder_id(int order_id) {        this.order_id = order_id;    }    public int getResponse_status() {        return response_status;    }    public void setResponse_status(int response_status) {        this.response_status = response_status;    }    public int getUser_id() {        return user_id;    }    public void setUser_id(int user_id) {        this.user_id = user_id;    }}

• 处理请求的controller

@Controller@RequestMapping("/buy")public class BuyController {    private static BuyQueue<BuyRequest> buyqueue =null;//线程安全的请求队列@RequestMapping("/addOrders.do")    @ResponseBody    public Object addOrders(BuyRequest buyrequest){        Map<String, Object> results = new HashMap<>();        Jedis jedis = jedisPool.getResource();        try {            //下订单之前，先获取商品的剩余数量        int residue = Integer.valueOf(jedis.get("residue"+buyrequest.getGood_id()));        if(residue<1){//如果剩余数量不足，直接响应客户端“卖完了”            results.put("msg", "卖完了");            results.put("done", false);            BaseLog.info("addOrders results="+JSON.toJSONString(results));             return results;        }        //如果还有剩余商品,就准备将请求放到请求队列中        if(buyqueue==null){//第一次初始化请求队列,队列的容量为当前的商品剩余数量            buyqueue=new BuyQueue<BuyRequest>(residue);            }        if(buyqueue.remainingCapacity()>0){//当队列的可用容量大于0时,将请求放到请求队列中            buyqueue.put(buyrequest);        }else{//当请求队列已满,本次请求不能处理,直接响应客户端提示请求队列已满            results.put("msg", "抢购队列已满，请稍候重试！");            results.put("done", false);            return results;        }        if(!DealQueueThread.excute){//如果线程类的当前执行标志为未执行,即空闲状态,通过线程池启动线程        DealQueueThread dealQueue = new DealQueueThread(buyqueue);        ThreadPoolUtil.pool.execute(dealQueue);        BaseLog.info("Thread.activeCount()="+Thread.activeCount());        }       //请求放入到队列中，即完成下单请求            results.put("done", true);            results.put("msg", "下订单成功");        } catch (Exception e) {            results.put("done", false);            results.put("msg", "下单失败");            BaseLog.info("addOrders results="+JSON.toJSONString(results));             BaseLog.error("addOrders",e);        }finally{            jedisPool.returnResource(jedis);        }        return results;    }}

• 处理请求的线程类，线程类中涉及到的service代码就不必写出来了，你懂的

@Componentpublic class DealQueueThread implements Runnable {    private static DealQueueThread dealQueueThread;    @Autowired    BuyGoodService buyGoodService;    @Autowired    BuyOrdersService buyOrdersService;    @Autowired    JedisPool jedisPool;    private Jedis jedis;    private BuyQueue<BuyRequest> buyqueue;    public static boolean excute = false;//线程的默认执行标志为未执行,即空闲状态    public DealQueueThread() {    }    public DealQueueThread(BuyQueue<BuyRequest> buyqueue) {        this.buyqueue = buyqueue;        jedis = dealQueueThread.jedisPool.getResource();    }    @PostConstruct    public void init() {        dealQueueThread = this;        dealQueueThread.buyGoodService = this.buyGoodService;        dealQueueThread.buyOrdersService = this.buyOrdersService;        dealQueueThread.jedisPool = this.jedisPool;    }    @Override    public void run() {        try {            excute = true;//修改线程的默认执行标志为执行状态            //开始处理请求队列中的请求,按照队列的FIFO的规则,先处理先放入到队列中的请求            while (buyqueue != null && buyqueue.size() > 0) {                BuyRequest buyreq = buyqueue.take();//取出队列中的请求                dealWithQueue(buyreq);//处理请求            }        } catch (InterruptedException e) {            BaseLog.error("DealQueueThread:", e);        } finally {            excute = false;        }    }    public synchronized void dealWithQueue(BuyRequest buyreq) {        try {            //为了尽量确保数据的一致性,处理之前先从redis中获取当前抢购商品的剩余数量            int residue = Integer.valueOf(jedis.get("residue" + buyreq.getGood_id()));            if (residue < 1) {//如果没有剩余商品,就直接返回                buyreq.setResponse_status(3);                return;            }            //如果有剩余商品,先在redis中将剩余数量减一,再开始下订单            jedis.decr("residue" + buyreq.getGood_id());            //将数据库中将剩余数量减一,这一步处理可以在队列处理完成之后一次性更新剩余数量            dealQueueThread.buyGoodService.minusResidue(buyreq.getGood_id());            //处理请求,下订单            BuyOrders bo = new BuyOrders();            bo.setGood_id(buyreq.getGood_id());            bo.setUser_id(buyreq.getUser_id());            int order_id = dealQueueThread.buyOrdersService.insert(bo);            BuyOrders orders = dealQueueThread.buyOrdersService.getById(order_id);            buyreq.setOrder_id(order_id);//订单id            buyreq.setBuyOrders(orders);//订单信息            buyreq.setResponse_status(1);//处理完成状态        } catch (Exception e) {            buyreq.setResponse_status(2);//异常状态            BaseLog.error("DealQueueThread dealWithQueue:", e);        }    }}

• 轮询订单

思路：查询订单和剩余数量，有以下三种情况：

1）查到订单，直接跳转到确认订单并支付的页面完成支付；

2）还没有查询到订单，但是剩余数量大于0，说明请求还在队列中，继续轮询；

3）没有查到订单，剩余数量等于或小于0，说明抢购失败了，直接响应客户抢购失败；