秒杀案例讲解

技术择型

• Springboot 接收请求并操作 redis 和 mysql
• Redis 用于缓存+分布式锁
• Rocketmq 用于解耦 削峰，异步
• Mysql 用于存放真实的商品信息
• Mybatis 用于操作数据库的 orm 框架

架构图

spike-web（接受用户秒杀请求）

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.0.0</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><groupId>com.lxx</groupId><artifactId>seckill-web</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>seckill-web</name><description>seckill-web</description><url/><licenses><license/></licenses><developers><developer/></developers><scm><connection/><developerConnection/><tag/><url/></scm><properties><java.version>17</java.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><!-- redis --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><!-- lombok --><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><!-- rocketmq --><dependency><groupId>org.apache.rocketmq</groupId><artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId><version>2.2.2</version></dependency><!-- fastjson --><dependency><groupId>com.alibaba.fastjson2</groupId><artifactId>fastjson2</artifactId><version>2.0.23</version></dependency></dependencies><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins></build></project>

配置文件

server:port: 8081tomcat:threads:max: 400spring:data:redis:host: localhostport: 6379rocketmq:name-server: localhost:9876producer:group: seckill-producer-group

SeckillWebApplication

@SpringBootApplication
@Import(RocketMQAutoConfiguration.class) // 解决Spring Boot3+不支持spring.factories的问题
public class SeckillWebApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(SeckillWebApplication.class, args);}}

SeckillController

@RestController
public class SeckillController {@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;@Autowiredprivate RocketMQTemplate rocketMQTemplate;/*** 压测时自动是生成用户 id*/AtomicInteger ai = new AtomicInteger(0);/*** 1. 用户去重* 2. 库存预扣减* 3. 消息放入mq** @param goodsId* @return*/@GetMapping("/seckill")public String doSeckill(Integer goodsId) {int userId = ai.incrementAndGet();// uk uniqueKey = [yyyyMMdd] + userId + goodsIdString uk = userId + "-" + goodsId;// set nx set if not existBoolean flag = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(uk, "");if (!flag) {return "您以及参与过该商品的抢购，请参与其他商品抢购!";}// 假设库存已经同步了// key : goodsId:xxx// val : 10Long count = redisTemplate.opsForValue().decrement("goodsId:" + goodsId);if (count < 0) {return "该商品已经被抢完，请下次早点来哦 O(∩_∩)O";}// 放mq，异步处理HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>(4);map.put("goodsId", goodsId);map.put("userId", userId);rocketMQTemplate.asyncSend("seckillTopic", JSON.toJSONString(map), new SendCallback() {@Overridepublic void onSuccess(SendResult sendResult) {System.out.println("发送成功" + sendResult.getSendStatus());}@Overridepublic void onException(Throwable throwable) {System.err.println("发送失败" + throwable);}});return "拼命抢购中,请稍后去订单中心查看";}
}

spike-service（处理秒杀）

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.0.0</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><groupId>com.lxx</groupId><artifactId>seckill-server</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>seckill-service</name><description>seckill-service</description><url/><licenses><license/></licenses><developers><developer/></developers><scm><connection/><developerConnection/><tag/><url/></scm><properties><java.version>17</java.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><!-- redis --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><!-- lombok --><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><!-- rocketmq --><dependency><groupId>org.apache.rocketmq</groupId><artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId><version>2.2.2</version></dependency><!-- 集成mybatis --><dependency><groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId><artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId><version>3.0.0</version></dependency><!-- 集成mysql连接 --><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId></dependency><!-- fastjson --><dependency><groupId>com.alibaba.fastjson2</groupId><artifactId>fastjson2</artifactId><version>2.0.23</version></dependency><!-- redisson --><dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson</artifactId><version>3.45.1</version></dependency></dependencies><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin><!-- mybatis generator 自动生成代码插件 --><plugin><groupId>org.mybatis.generator</groupId><artifactId>mybatis-generator-maven-plugin</artifactId><version>1.4.2</version><configuration><!-- 代码生成器的配置文件所在路径 --><configurationFile>src/main/resources/generator-config.xml</configurationFile><!-- 是否每次新生成后覆盖已生成的文件 --><overwrite>true</overwrite><verbose>true</verbose><!-- 数据库驱动依赖。 一般来讲，我们的项目中肯定已经引入过数据库的相关依赖了，那我们此时配置 includeCompileDependencies 就好了 --><includeCompileDependencies>true</includeCompileDependencies></configuration></plugin></plugins></build></project>

配置文件

server:port: 8082# 数据源
spring:datasource:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://localhost:3306/seckill?characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghaiusername: rootpassword: 123456data:redis:host: localhostport: 6379rocketmq:name-server: localhost:9876# mybatis配置
mybatis:# 映射文件位置(其中classpath代表的就是resources目录)mapper-locations: classpath:/mapper/*Mapper.xml# 别名type-aliases-package: com.lxx.domain# 日志configuration:log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl

generator-config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE generatorConfigurationPUBLIC "-//mybatis.org//DTD MyBatis Generator Configuration 1.0//EN""http://mybatis.org/dtd/mybatis-generator-config_1_0.dtd"><generatorConfiguration><context id="Mysql" targetRuntime="MyBatis3" defaultModelType="flat"><!-- 自动检查关键字，为关键字增加反引号 --><property name="autoDelimitKeywords" value="true"/><property name="beginningDelimiter" value="`"/><property name="endingDelimiter" value="`"/><!--覆盖生成XML文件--><plugin type="org.mybatis.generator.plugins.UnmergeableXmlMappersPlugin"/><!-- 生成的实体类添加toString()方法 --><plugin type="org.mybatis.generator.plugins.ToStringPlugin"/><!-- 不生成注释 --><commentGenerator><property name="suppressAllComments" value="true"/></commentGenerator><jdbcConnection driverClass="com.mysql.cj.jdbc.Driver"connectionURL="jdbc:mysql://localhost:3306/seckill?characterEncoding=utf-8&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai"userId="root"password="123456"></jdbcConnection><!-- 实体类的位置 --><javaModelGenerator targetProject="src/main/java"targetPackage="com.lxx.entity"/><!-- mapper xml的位置 --><sqlMapGenerator targetProject="src/main/resources"targetPackage="mapper"/><!-- mapper类的位置 --><javaClientGenerator targetProject="src/main/java"targetPackage="com.lxx.mapper"type="XMLMAPPER"/><!--        <table tableName="goods" domainObjectName="Goods"/>--><table tableName="order_records" domainObjectName="OrderRecords"/></context>
</generatorConfiguration>

SeckillServiceApplication

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.lxx.mapper")
@EnableScheduling
@Import(RocketMQAutoConfiguration.class)
public class SeckillServiceApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(SeckillServiceApplication.class, args);}}

mybatis generator逆向生成实体类、mapper接口与mapper.xml

修改 GoodsMapper

    int updateStocks(Integer goodsId);

修改 GoodsMapper.xml

    <update id="updateStocks">update goodsset stocks = stocks - 1,update_time = now()where id = #{value}and stocks - 1 >= 0</update>

同步 mysql 数据到 redis

DataSync

/*** 将 mysql 的参与抢购的商品的数据同步到 redis 里面去* 在上游服务需要使用 redis 来做库存的预扣减*/
@Component
public class DataSync {@Autowiredprivate GoodsMapper goodsMapper;@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;/*** 1. 每天中午 12 点执行* 2. 为了方便测试，希望在项目启动的时候 就同步数据*/@Scheduled(cron = "0 0 12 * * ?")@PostConstructpublic void initData() {System.out.println("initData...............");GoodsExample example = new GoodsExample();example.createCriteria().andStatusEqualTo(2);List<Goods> goodsList = goodsMapper.selectByExample(example);if (goodsList.isEmpty()) {return;}goodsList.forEach(goods -> {redisTemplate.opsForValue().set("goodsId:" + goods.getId(), goods.getStocks().toString());});}}

分布式锁配置

RedissonConfig

@Configuration
public class RedissonConfig {@Beanpublic RedissonClient redissonClient() {// 此为单机模式Config config = new Config();config.useSingleServer().setAddress("redis://localhost:6379");return Redisson.create(config);}}

创建秒杀监听

SeckillMsgListener

package com.lxx.listener;@Component
@RocketMQMessageListener(topic = "seckillTopic",consumerGroup = "seckill-consumer-group",consumeMode = ConsumeMode.CONCURRENTLY,consumeThreadNumber = 40)
public class SeckillMsgListener implements RocketMQListener<String> {@Autowiredprivate GoodsService goodsService;@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;/*** 扣减库存* 写订单表** @param message*/@Overridepublic void onMessage(String message) {HashMap<String, Integer> map = JSON.parseObject(message,new TypeReference<HashMap<String, Integer>>() {});Integer goodsId = map.get("goodsId");Integer userId = map.get("userId");/*** 方案一 但是不符合分布式* 要在synchronized锁内调用事务方法* 原因：*  锁释放早于事务提交：如果事务方法在锁外调用，可能出现以下时序：*  线程A释放锁*  线程B进入临界区*  线程A的事务尚未提交*  后果：线程B读取到未提交的中间状态数据（脏读），破坏一致性。*/synchronized (this) {goodsService.realDoSeckill1(goodsId, userId);}/*** 方案二：mysql 行锁 innodb 行锁* 不适用于并发量特别大的场景，因为最终压力都会在数据库承担*/goodsService.realDoSeckill2(goodsId, userId);/*** 方案三：redis set nx 分布式锁* 压力会分摊到redis和程序中执行，缓解db的压力** （已解决）* 问题1: 不可重试* 原因:  获取锁只尝试一次就返回false，没有重试机制。有些业务场景在获取锁失败后，需要等待一小段时间，再次进行重试的（阻塞式、可重试的）。* 解决:  自旋** 问题2: 误删其他线程锁的问题* 原因:  首先线程1获取到锁，持有锁的线程1由于业务复杂或业务异常，出现了业务阻塞，而锁的过期时间少于业务完成时间，导致线程1的锁自动释放。*       这时线程2来尝试获得锁，就拿到了这把锁，然后线程2在持有锁执行过程中，线程1继续执行业务执行完毕，准备释放锁，此时就会把本应该属于线程2的锁进行删除，这就是误删其他线程锁的问题* 解决:  在每个线程释放锁的时候，去判断一下当前这把锁是否属于自己，如果属于自己，则进行锁的删除；*       如果不属于自己，则不进行释放锁逻辑。我们之前是使用当前获取锁的线程id作为锁的标识，但是在多个JVM内部，因为线程id是递增分配的，可能会出现线程id重复的情况。*       因此我们在线程id前面添加一个UUID，用于区分不同的JVM，而线程id用于区分同一个JVM内部的不同请求。这样就保证了分布式锁的标识唯一** 问题3: 锁释放锁原子性问题* 原因:  当线程1获取到锁并且执行完业务后，判断完当前锁是自己的锁正准备释放锁时，由于JVM的垃圾回收机制导致短暂的阻塞发生了阻塞，恰好在阻塞期间锁被超时释放了。*       线程2获得锁执行业务，但就在此时线程1阻塞完成，由于已经判断过锁标识，已经确定锁是自己的锁了，于是直接删除了锁。*       而这时删的是线程2的锁，没有了锁的互斥，线程3再来了之后就会发生超卖问题*       因为判断锁标识和释放锁的这两个操作不是真的原子性，而是在java代码中判断的，在这两个操作之前虽然没有任何Java代码，但是由于JVM中的垃圾回收机制Full GC的存在，就有可能出现阻塞问题（概率非常低）* 解决: 必须要保证判断锁标识和释放锁这两个动作是一个原子性操作。因此我们需要使用Lua脚本。*//*** 其他问题（未解决）：* 1. 不可重入:  同一线程不能重复获取同一把锁。比如，方法A中调用方法B，在方法A中执行业务并获取锁，方法B需要获取同一把锁，如果锁是不可重入的，在方法A获取了锁，方法B无法再次获取这把锁，方法B此时就会等待方法A的锁释放，而方法A还没有执行完，因为还在调方法B，导致死锁。*              这种场景下要求锁是可重入的，可重入锁的意义在于防止死锁，我们的synchronized和Lock锁都是可重入的。* 2. 超时释放： 虽然我们之前利用 判断锁标识+Lua脚本 解决了因为锁超时释放导致的误删问题，但是还是存在超时释放的时间问题。*             如果业务执行耗时过长，期间锁就释放了，这样存在安全隐患。*             如果锁的有效期过短，容易出现业务没执行完就被释放，这样存在并发安全问题。*             如果锁的有效期过长，容易出现锁的阻塞周期过长问题。* 3. 主从一致性问题:  如果Redis提供了主从集群（相当于读写分离，写操作访问主节点，读操作访问从节点），主节点需要把自己的数据同步给从节点，保证主从数据一致，如果主节点宕机，还可以选择一个从节点成为新的主节点。*                但是主从同步之间存在延迟，比如在极端情况下，线程在主节点获取了锁，写操作在主节点完成后尚未同步给从节点时，主节点宕机，此时会选一个新的从作为主，而从节点没有完成数据同步，没有锁的标识，此时多个从节点就会获取到锁，存在安全隐患。** 我们如果想要更进一步优化分布式锁，当然是可以的，但是没必要，我们完全可以直接使用已经造好的轮子，比如：Redisson*/String lockKey = "lock:" + goodsId;  // 锁的KeyString lockValue = UUID.randomUUID().toString();  // 唯一标识long waitTime = 30000; // 最大等待时间（毫秒）long expireTime = 30000;  // 锁自动过期时间（毫秒）try {long startTime = 0;// 自旋尝试获取锁while (startTime <= waitTime) {// 原子操作：SET key value NX PX 30000Boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, lockValue, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);if (Boolean.TRUE.equals(locked)) { // 拿锁成功 => 执行业务goodsService.realDoSeckill2(goodsId, userId);break;} else { // 拿锁失败 => 自旋startTime += 100;// 等待100ms后重试Thread.sleep(100);}}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {// 解决锁被误释放问题// 保证当前线程设置的锁不会被其他线程释放// 由于判断锁标识和释放锁是两个动作 中间有间隔// 所以 该操作有原子性问题
//            if (lockValue.equals(redisTemplate.opsForValue().get(lockKey))) {
//                redisTemplate.delete(lockKey);
//            }// 解决方案（Lua脚本）// 原子释放锁（Lua脚本保证原子性,Redis 执行 Lua 脚本时是单线程的，整个脚本会一次性完成，不会被其他操作打断）// 确保只有知道键当前值的客户端才能删除它（类似“令牌验证”）/*** 条件检查：检查键 KEYS[1] 的值是否等于 ARGV[1]。* 条件删除：*      如果值匹配，删除该键并返回删除结果（1 表示成功删除，0 表示键不存在）。*      如果值不匹配或键不存在，返回 0。**/String unlockScript ="if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " + //-- 获取键的值并与 ARGV[1] 比较"    return redis.call('del', KEYS[1]) " + //-- 值匹配时删除键，返回删除结果"else " +"    return 0 " +                          //-- 值不匹配或键不存在时返回 0"end";redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<>(unlockScript, Long.class),Collections.singletonList(lockKey),lockValue);System.out.println("Lock released.");}/*** 方案四：Redisson*/String lockKey = "lock:" + goodsId;RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);try {if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) { // 等待5秒 + 自动续期try {// 处理订单goodsService.realDoSeckill2(goodsId, userId);} finally {if (lock.isLocked() && lock.isHeldByCurrentThread()) {lock.unlock();}}} else {throw new RuntimeException("系统繁忙，请重试");}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();throw new RuntimeException("秒杀中断", e);}}
}

GoodsService

@Service
public class GoodsService {@Autowiredprivate GoodsMapper goodsMapper;@Autowiredprivate OrderRecordsMapper orderRecordsMapper;/*** 真正处理秒杀的业务* 扣减库存 写订单表** @param goodsId* @param userId*/@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public void realDoSeckill1(Integer goodsId, Integer userId) {Goods goods = goodsMapper.selectByPrimaryKey(goodsId);int finalStock = goods.getStocks() - 1;if (finalStock < 0) {// 只是记录日志 让代码停下来 这里的异常用户无法感知throw new RuntimeException("库存不足：" + goodsId);}goods.setStocks(finalStock);goods.setUpdateTime(new Date());int i = goodsMapper.updateByPrimaryKey(goods);if (i > 0) {// 写订单表OrderRecords orderRecords = new OrderRecords();orderRecords.setGoodsId(goodsId);orderRecords.setUserId(userId);orderRecords.setCreateTime(new Date());// 时间戳生成订单号orderRecords.setOrderSn(String.valueOf(System.currentTimeMillis()));orderRecordsMapper.insert(orderRecords);}}@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public void realDoSeckill2(Integer goodsId, Integer userId) {//  update goods set stocks = stocks - 1 ,update_time = now() where id = #{value} and stocks - 1 >= 0// 实现数据库层库存校验，即使锁失效也能兜底int i = goodsMapper.updateStocks(goodsId);if (i > 0) {// 写订单表OrderRecords orderRecords = new OrderRecords();orderRecords.setGoodsId(goodsId);orderRecords.setUserId(userId);orderRecords.setCreateTime(new Date());// 时间戳生成订单号orderRecords.setOrderSn(String.valueOf(System.currentTimeMillis()));orderRecordsMapper.insert(orderRecords);}}}