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详解利用redis + lua解决抢红包高并发的问题

2020-10-28 21:38:26
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来源:转载
供稿:网友

抢红包的需求分析

抢红包的场景有点像秒杀,但是要比秒杀简单点。

因为秒杀通常要和库存相关。而抢红包则可以允许有些红包没有被抢到,因为发红包的人不会有损失,没抢完的钱再退回给发红包的人即可。

另外像小米这样的抢购也要比淘宝的要简单,也是因为像小米这样是一个公司的,如果有少量没有抢到,则下次再抢,人工修复下数据是很简单的事。而像淘宝这么多商品,要是每一个都存在着修复数据的风险,那如果出故障了则很麻烦。

基于redis的抢红包方案

下面介绍一种基于Redis的抢红包方案。

把原始的红包称为大红包,拆分后的红包称为小红包。

1.小红包预先生成,插到数据库里,红包对应的用户ID是null。生成算法见另一篇文章:https://www.VeVB.COm/article/98620.htm

2.每个大红包对应两个redis队列,一个是未消费红包队列,另一个是已消费红包队列。开始时,把未抢的小红包全放到未消费红包队列里。

未消费红包队列里是json字符串,如{userId:'789', money:'300'}。

3.在redis中用一个map来过滤已抢到红包的用户。

4.抢红包时,先判断用户是否抢过红包,如果没有,则从未消费红包队列中取出一个小红包,再push到另一个已消费队列中,最后把用户ID放入去重的map中。

5.用一个单线程批量把已消费队列里的红包取出来,再批量update红包的用户ID到数据库里。

上面的流程是很清楚的,但是在第4步时,如果是用户快速点了两次,或者开了两个浏览器来抢红包,会不会有可能用户抢到了两个红包?

为了解决这个问题,采用了lua脚本方式,让第4步整个过程是原子性地执行。

下面是在redis上执行的Lua脚本:

-- 函数:尝试获得红包,如果成功,则返回json字符串,如果不成功,则返回空 -- 参数:红包队列名, 已消费的队列名,去重的Map名,用户ID -- 返回值:nil 或者 json字符串,包含用户ID:userId,红包ID:id,红包金额:money  -- 如果用户已抢过红包,则返回nil if rediscall('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then  return nil else  -- 先取出一个小红包  local hongBao = rediscall('rpop', KEYS[1]);  if hongBao then   local x = cjsondecode(hongBao);   -- 加入用户ID信息   x['userId'] = KEYS[4];   local re = cjsonencode(x);   -- 把用户ID放到去重的set里   rediscall('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);   -- 把红包放到已消费队列里   rediscall('lpush', KEYS[2], re);   return re;  end end return nil 

下面是测试代码:

public class TestEval {   static String host = "localhost";   static int honBaoCount = 1_0_0000;      static int threadCount = 20;      static String hongBaoList = "hongBaoList";   static String hongBaoConsumedList = "hongBaoConsumedList";   static String hongBaoConsumedMap = "hongBaoConsumedMap";      static Random random = new Random();    // -- 函数:尝试获得红包,如果成功,则返回json字符串,如果不成功,则返回空 // -- 参数:红包队列名, 已消费的队列名,去重的Map名,用户ID // -- 返回值:nil 或者 json字符串,包含用户ID:userId,红包ID:id,红包金额:money   static String tryGetHongBaoScript =  //     "local bConsumed = rediscall('hexists', KEYS[3], KEYS[4]);/n" //     + "print('bConsumed:' ,bConsumed);/n"       "if rediscall('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then/n"       + "return nil/n"       + "else/n"       + "local hongBao = rediscall('rpop', KEYS[1]);/n" //     + "print('hongBao:', hongBao);/n"       + "if hongBao then/n"       + "local x = cjsondecode(hongBao);/n"       + "x['userId'] = KEYS[4];/n"       + "local re = cjsonencode(x);/n"       + "rediscall('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);/n"       + "rediscall('lpush', KEYS[2], re);/n"       + "return re;/n"       + "end/n"       + "end/n"       + "return nil";   static StopWatch watch = new StopWatch();      public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //   testEval();     generateTestData();     testTryGetHongBao();   }      static public void generateTestData() throws InterruptedException {     Jedis jedis = new Jedis(host);     jedisflushAll();     final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);     for(int i = 0; i < threadCount; ++i) {       final int temp = i;       Thread thread = new Thread() {         public void run() {           Jedis jedis = new Jedis(host);           int per = honBaoCount/threadCount;           JSONObject object = new JSONObject();           for(int j = temp * per; j < (temp+1) * per; j++) {             objectput("id", j);             objectput("money", j);             jedislpush(hongBaoList, objecttoJSONString());           }           latchcountDown();         }       };       threadstart();     }     latchawait();   }      static public void testTryGetHongBao() throws InterruptedException {     final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);     Systemerrprintln("start:" + SystemcurrentTimeMillis()/1000);     watchstart();     for(int i = 0; i < threadCount; ++i) {       final int temp = i;       Thread thread = new Thread() {         public void run() {           Jedis jedis = new Jedis(host);           String sha = jedisscriptLoad(tryGetHongBaoScript);           int j = honBaoCount/threadCount * temp;           while(true) {             Object object = jediseval(tryGetHongBaoScript, 4, hongBaoList, hongBaoConsumedList, hongBaoConsumedMap, "" + j);             j++;             if (object != null) { //             Systemoutprintln("get hongBao:" + object);             }else {               //已经取完了               if(jedisllen(hongBaoList) == 0)                 break;             }           }           latchcountDown();         }       };       threadstart();     }          latchawait();     watchstop();          Systemerrprintln("time:" + watchgetTotalTimeSeconds());     Systemerrprintln("speed:" + honBaoCount/watchgetTotalTimeSeconds());     Systemerrprintln("end:" + SystemcurrentTimeMillis()/1000);   } } 

测试结果20个线程,每秒可以抢2.5万个,足以应付绝大部分的抢红包场景。

如果是真的应付不了,拆分到几个redis集群里,或者改为批量抢红包,也足够应付。

总结:

redis的抢红包方案,虽然在极端情况下(即redis挂掉)会丢失一秒的数据,但是却是一个扩展性很强,足以应付高并发的抢红包方案。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持武林网。

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