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如何设计一个合理的库存系统

news 来源：原创 2025/8/5 20:49:14

库存管理系统是电商、供应链管理、仓储管理等核心系统之一。一个合理的库存系统需要同时满足高并发、数据一致性、实时性、扩展性等要求，以确保在各种业务场景下都能稳定运行。

本文将探讨如何设计一个合理的库存系统，包括库存模型设计、数据一致性策略、高并发处理、事务控制、库存优化算法等方面。

一、库存系统的核心需求

在设计库存系统之前，我们需要明确业务需求。通常，一个库存系统需要满足以下功能：

库存查询：支持按 SKU、仓库、地区等维度查询库存情况。
库存变更：
- 扣减库存（用户下单）
- 增加库存（采购入库、退货入库）
- 预占库存（订单待支付时的锁定库存）
- 释放库存（订单取消或支付超时）
库存状态管理：
- 可用库存（可直接售卖的库存）
- 预占库存（被订单占用但未支付的库存）
- 在途库存（采购/调拨未到货的库存）
并发控制：防止超卖，确保数据一致性。
高可用性：支持大促时高并发场景，如双11、618等。

二、库存表结构设计：是否合并库存状态？

在库存系统中，可用库存、预占库存和在途库存是否存放在同一张表，取决于业务复杂度和系统的查询需求。常见的两种设计方式如下：

方案一：单表存储

所有库存相关的字段存储在一张 inventory 表中，每个 SKU 在每个仓库中的库存情况都存储在该表。

CREATE TABLE inventory (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,product_id BIGINT NOT NULL,warehouse_id BIGINT NOT NULL,available_stock INT NOT NULL DEFAULT 0, -- 可用库存reserved_stock INT NOT NULL DEFAULT 0, -- 预占库存in_transit_stock INT NOT NULL DEFAULT 0, -- 在途库存updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,UNIQUE KEY (product_id, warehouse_id)
);

优点：

方便查询库存状态，无需跨表查询，适用于高频查询场景。
事务管理简单，可以使用单表事务保证数据一致性。

缺点：

并发更新压力较大，尤其是大促时库存变更频繁。
预占库存和可用库存需要在同一事务内更新，可能会引起行锁争用。

方案二：分表存储

将 可用库存、预占库存、在途库存 存放在不同的表中，分开管理。

1. 可用库存表

CREATE TABLE available_inventory (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,product_id BIGINT NOT NULL,warehouse_id BIGINT NOT NULL,available_stock INT NOT NULL DEFAULT 0,updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,UNIQUE KEY (product_id, warehouse_id)
);

2. 预占库存表

CREATE TABLE reserved_inventory (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,order_id BIGINT NOT NULL,product_id BIGINT NOT NULL,warehouse_id BIGINT NOT NULL,reserved_stock INT NOT NULL,created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,expires_at TIMESTAMP NOT NULL,UNIQUE KEY (order_id, product_id, warehouse_id)
);

3. 在途库存表

CREATE TABLE in_transit_inventory (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,purchase_order_id BIGINT NOT NULL,product_id BIGINT NOT NULL,warehouse_id BIGINT NOT NULL,in_transit_stock INT NOT NULL,expected_arrival_date DATE NOT NULL,created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,UNIQUE KEY (purchase_order_id, product_id, warehouse_id)
);

优点：

读写分离，降低单表写入压力。
事务操作相对独立，减少锁冲突，提高并发能力。

缺点：

查询库存状态时需要跨表关联，查询复杂度增加。
数据同步需要额外维护，例如定时任务或消息队列更新不同表的数据。

三、选择适合的库存模型

何时选择单表存储？

业务规模较小，查询库存频率高。
并发写入压力不大，能接受行锁带来的影响。
需要实时查询库存状态，避免跨表查询。

何时选择分表存储？

高并发场景，如电商大促，避免单表锁争用。
业务复杂，需要单独管理预占库存、在途库存。
采用异步架构，库存状态可以异步更新。

四、库存变更的事务控制

无论采用哪种库存模型，事务控制都是核心问题，以下是常见的库存变更流程：

扣减库存（用户下单）：
- 可用库存减少。
- 预占库存增加。
支付成功：
- 预占库存减少。
支付失败/取消订单：
- 预占库存减少。
- 可用库存回滚。

采用 数据库事务 或 分布式事务（如 TCC、Saga） 确保一致性。

结论

库存系统的设计需要权衡查询性能、并发能力和事务一致性。针对不同的业务场景，可以选择单表存储（适用于小规模业务）或分表存储（适用于高并发场景）。

在高并发情况下，合理使用缓存、事件驱动、限流、分布式事务，可以进一步提升库存系统的稳定性和扩展性。

如何设计一个合理的库存系统

库存管理系统是电商、供应链管理、仓储管理等核心系统之一。一个合理的库存系统需要同时满足高并发、数据一致性、实时性、扩展性等要求，以确保在各种业务场景下都能稳定运行。本文将探讨如何设计一个合理的库存系统，包括库存模型设计、数据一致性策略…...

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