怎麼使用Go和Lua解決Redis秒殺中庫存與超賣問題

0、簡介

• Go語言連接go-redis進行資料庫的連接，如果你對這部分尚不了解，建議你先學習這部分知識。

• 另外，本秒殺主要解決兩個問題，第一個就是超賣問題，另一個就是庫存問題。

• 沒有設計專門的頁面來模擬並發，我們直接使用gorountine，在呼叫請求前停留10s。

• 針對超賣問題，引入go-redis的watch搭配事務處理即可【相當於樂觀鎖】。

而針對庫存的問題較為麻煩一點，需要使用Lua編輯腳本，但是你無需在自己的機器上下載lua的編譯環境，go提供了其相關的支援。針對這一部分，不用慌張，其基本架構如下：

1、簡單版

在並發情況下，超賣和負值情況可能會出現在Redis資料庫中。即使你在操作之前進行了數據的判斷。

func MsCode(uuid, prodid string) bool {  
   // 1、对uuid和prodid进行非空判断  
   if uuid == "" || prodid == "" {  
      return false  
   }  
  
   //2、获取连接  
   rdb := DB  
  
   //3、拼接key  
   kcKey := "kc:" + prodid + ":qt"  
   userKey := "sk:" + prodid + ":user"  
  
   //4、获取库存  
   str, err := rdb.Get(ctx, kcKey).Result()  
   if err != nil {  
      fmt.Println(err)  
      fmt.Println("秒杀还未开始.......")  
      return false  
   }  
  
   // 5、判断用户是否重复秒杀操作  
   flag, err := rdb.SIsMember(ctx, userKey, userKey).Result()  
   if err != nil {  
      fmt.Println(err)  
   }  
   if flag {  
      fmt.Println("你已经参加了秒杀，无法再次参加。。。。")  
      return false  
   }  
  
   // 6、判断商品数量，如果库存数量小于1，秒杀结束  
   str, err = rdb.Get(ctx, kcKey).Result()  
   if err != nil {  
      fmt.Println(err)  
   }  
   n, err := strconv.Atoi(str)  
   if err != nil {  
      fmt.Println(err)  
   }  
   if n < 1 {  
      fmt.Println("秒杀结束，请下次再来吧。。。。")  
      return false  
   }  
  
   // 7、秒杀过程  
   // 7.1、库存减1  
   num, err := rdb.Decr(ctx, kcKey).Result()  
   if err != nil {  
      fmt.Println(err)  
   }  
   if num != 0 {  
      // 7.2、添加用户  
      rdb.SAdd(ctx, userKey, uuid)  
   }  
   return true  
}

func main() {
    // 并发的版本
    for i := 0; i < 20; i++ {
        go func() {
            uuid := GenerateUUID()
            prodid := "1023"
            time.Sleep(10 * time.Second)
            MsCode(uuid, prodid)
        }()
    }
    time.Sleep(15 * time.Second)
}

2、解決超賣

使用watch進行監視key，關鍵部分如下。然而這種情況會帶來一個問題，即便有剩餘庫存，還是會有人不能購買到。

err = rdb.Watch(ctx, func(tx *redis.Tx) error {  
   n, err := tx.Get(ctx, kcKey).Int()  
   if err != nil && err != redis.Nil {  
      return err  
   }  
   if n <= 0 {  
      return fmt.Errorf("抢购结束了！请下次早点来。。。。")  
   }  
   _, err = tx.TxPipelined(ctx, func(pipeliner redis.Pipeliner) error {  
      err := pipeliner.Decr(ctx, kcKey).Err()  
      if err != nil {  
         return err  
      }  
      err = pipeliner.SAdd(ctx, userKey, uuid).Err()  
      if err != nil {  
         return err  
      }  
      return nil  
   })  
   return err  
}, kcKey)

3、解決庫存問題Lua

Lua操作redis能夠比較好的解決這個問題。為了避免悲觀鎖在Redis可能導致的庫存問題，應該考慮使用樂觀鎖。因為Redis沒有內建樂觀鎖支持，所以我們需要使用Lua編寫相關腳本。其主要有以下優點：

• 將複雜的或多步驟的redis操作，寫為一個腳本，一次提交給redis執行，減少重複連接redis的次數。提升性能。

• luan腳本類似redis事務，有一定的原子性，不會被其他指令插隊，可以完成一些redis事務性的操作。

• redis的lua腳本功能，只有在redis2.6以上的版本才可以使用。

• 利用lua腳本淘汰用戶，解決超賣問題。

• redis2.6版本以後，透過lua腳本解決爭奪問題，實際上是redis利用其單執行緒的特性，用任務佇列的方式解決多任務並發問題。

import (
    "context"
    "fmt"
    "github.com/go-redis/redis/v8"
    "net"
    "time"
)

func useLua(userid, prodid string) bool {
    //编写脚本 - 检查数值，是否够用，够用再减，否则返回减掉后的结果
    var luaScript = redis.NewScript(`
        local userid=KEYS[1];
        local prodid=KEYS[2];
        local qtKey="sk:"..prodid..":qt";
        local userKey="sk:"..prodid..":user";
        local userExists=redis.call("sismember",userKey,userid);
        if tonumber(userExists)==1 then
         return 2;
        end
        local num=redis.call("get",qtKey);
        if tonumber(num)<=0 then
         return 0;
        else
         redis.call("decr",qtKey);
         redis.call("SAdd",userKey,userid);
        end
        return 1;
    `)
    //执行脚本
    n, err := luaScript.Run(ctx, DB, []string{userid, prodid}).Result()
    if err != nil {
        return false
    }
    switch n {
    case int64(0):
        fmt.Println("抢购结束")
        return false
    case int64(1):
        fmt.Println(userid, "：抢购成功")
        return true
    case int64(2):
        fmt.Println(userid, "：已经抢购了")
        return false
    default:
        fmt.Println("发生未知错误！")
        return false
    }
    return true
}

func main() {
    // 并发的版本
    for i := 0; i < 20; i++ {
        go func() {
            uuid := GenerateUUID()
            prodid := "1023"
            time.Sleep(10 * time.Second)
            useLua(uuid, prodid)
        }()
    }
    time.Sleep(15 * time.Second)
}

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