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如何设计高并发下的抽奖？

WBOYOriginal: 2016-06-06 20:30:361400browse

我写的伪代码如下，但出现了个bug，抽奖现在要限制每日抽奖结果出现的次数，但实际运行是在并发时不能限制住，如何解决？

<code>resultDayLimitTimes = {

   resultA => 2 # 每天最多出现2次  

   resultB => 5 # 每天最多出现5次  

   resultC => 20 # 每天最多出现20次    

   resultD => Infinite # 每天出现次数没有限制

}

Begin transaction

select * from lottery_chance where id =XX and result = null limit 1 for update 

#bug 就在下面这个循环里,如果resultA今天已经出现过一次了，
#然后有2个人（这2人的XX是不同的，所以前面的for update对
#于这种并发不能限制，前面的for update是用来防止同一次抽奖机会被并发时使用多次的）
#同时抽到YY=resultA，由于事务还未提
#交那么yyCount都是1，小于每日限制2，于是跳出循环，这2人
#都中了resultA，这时当天出现了3个resultA 超出2个限制，
#我应该怎么写才能解决这个问题？            
while true {    
    YY = randomIn [resultA,resultB,resultC,resultD]

    yyCount =  select count(*) from lottery_chance where result=YY and used_time > todayDate 
    if yyCount </code>

回复内容：

我写的伪代码如下，但出现了个bug，抽奖现在要限制每日抽奖结果出现的次数，但实际运行是在并发时不能限制住，如何解决？

<code>resultDayLimitTimes = {

   resultA => 2 # 每天最多出现2次  

   resultB => 5 # 每天最多出现5次  

   resultC => 20 # 每天最多出现20次    

   resultD => Infinite # 每天出现次数没有限制

}

Begin transaction

select * from lottery_chance where id =XX and result = null limit 1 for update 

#bug 就在下面这个循环里,如果resultA今天已经出现过一次了，
#然后有2个人（这2人的XX是不同的，所以前面的for update对
#于这种并发不能限制，前面的for update是用来防止同一次抽奖机会被并发时使用多次的）
#同时抽到YY=resultA，由于事务还未提
#交那么yyCount都是1，小于每日限制2，于是跳出循环，这2人
#都中了resultA，这时当天出现了3个resultA 超出2个限制，
#我应该怎么写才能解决这个问题？            
while true {    
    YY = randomIn [resultA,resultB,resultC,resultD]

    yyCount =  select count(*) from lottery_chance where result=YY and used_time > todayDate 
    if yyCount </code>

暂时能想到的是：
再增加一个表来专门记录某天某个result的发放次数，缺点是需要预先创建好期间每天每个result初始数据，并且循环里使用行锁在高并发里效率就非常低了，这是不能被接受的:

<code>resultDayLimitTimes = {

   resultA => 2 # 每天最多出现2次  

   resultB => 5 # 每天最多出现5次  

   resultC => 20 # 每天最多出现20次    

   resultD => Infinite # 每天出现次数没有限制

}

Begin transaction

select * from lottery_chance where id =XX and result = null limit 1 for update 

todayDate = now.Date
while true {             
    YY = randomExcludeBeforeIn [resultA,resultB,resultC,resultD] 
    dayResultTimes = select * from result_day_times where date=todayDate and result=YY limit 1 for update
    if dayResultTimes['times'] </code>

关于抽奖,需要考虑的点有很多,这里稍微整理了下主要需要考虑以下三点:

用户抽奖次数限制
奖品数量限制
奖品发放的分布
中奖的概率的可控性

用户抽象次数限制

一个用户必须限制抽奖的次数,而同一个用户的并发几率其实是很小的,所以这里可以用悲观锁来控制用户的抽奖次数。

奖品数量限制

因为并发修改一个奖品的数量可能性是很大的,特别是一些安慰奖,如果这里我们再用悲观锁的话,很容易造成锁超时。所以这里我选择用乐观锁来解决可能出现的并发脏读的情况。

奖品发放的分布

为了防止用脚本来刷抽奖,所以这里需要控制一下奖品发放的一个分布,中大奖需要一个时间间隔,当然这里通过代码来控制是很容易实现的(当然这里也需要考虑一下并发中到两个大奖的情况,也可以通过乐观锁来控制)

中奖的概率的可控性

当我们开始估计抽奖大概会有10W人参加,所以我在设计概率的时候是按照10w来设计的,但是突然发现活动开始一个小时候以后抽奖人数就达到了5W,这个时候就需要可以动态来调整中奖的概率了。这里最好的方式是,不要把中奖概论写死在数据库,而是通过中奖次数/参加人数来计算出来,这样就可以方便的动态的改变中奖概率了。

关于优化

如果并发量实在是太大,导致数据库的QPS异常的高。那么可以在数据库前面加一层缓存来挡一下,把需要写进数据库的数据放入队列。当使用了这种架构架构,就需要考虑一些数据一致性的问题了,比如说

怎么保证数据库的数据和缓存的数据是一致的
如果队列挂掉了,怎么保证缓存的数据能够及时更新到数据库中。如果缓存挂掉了,怎么保证抽奖能够继续进行下去(当然这里可以进行业务妥协,如果缓存挂掉整个抽奖挂掉,如果来不及写进数据库的数据,就当做这些事情没有发生，这就会导致某些人抽奖次数超过限定次数,或者某些奖中奖次数超过了限定次数)