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在日常开发中有很多地方都有类似扣减库存的操作，比如电商系统中的商品库存，抽奖系统中的奖品库存等。
解决方案
分析
在上面的第一种和第二种方式都是基于数据来扣减库存。
基于数据库单库存
第一种方式在所有请求都会在这里等待锁，获取锁有去扣减库存。在并发量不高的情况下可以使用，但是一旦并发量大了就会有大量请求阻塞在这里，导致请求超时，进而整个系统雪崩；而且会频繁的去访问数据库，大量占用数据库资源，所以在并发高的情况下这种方式不适用。
基于数据库多库存
第二种方式其实是第一种方式的优化版本，在一定程度上提高了并发量，但是在还是会大量的对数据库做更新操作大量占用数据库资源。
基于数据库来实现扣减库存还存在的一些问题：
1、用数据库扣减库存的方式，扣减库存的操作必须在一条语句中执行，不能先selec在update，这样在并发下会出现超扣的情况。如：
update number set x=x-1 where x 0
2、MySQL自身对于高并发的处理性能就会出现问题，一般来说，MySQL的处理性能会随着并发thread上升而上升，但是到了一定的并发度之后会出现明显的拐点，之后一路下降，最终甚至会比单thread的性能还要差。
3、当减库存和高并发碰到一起的时候，由于操作的库存数目在同一行，就会出现争抢InnoDB行锁的问题，导致出现互相等待甚至死锁，从而大大降低MySQL的处理性能，最终导致前端页面出现超时异常。
基于redis
针对上述问题的问题我们就有了第三种方案，将库存放到缓存，利用redis的incrby特性来扣减库存，解决了超扣和性能问题。但是一旦缓存丢失需要考虑恢复方案。比如抽奖系统扣奖品库存的时候，初始库存=总的库存数-已经发放的奖励数，但是如果是异步发奖，需要等到MQ消息消费完了才能重启redis初始化库存，否则也存在库存不一致的问题。
基于redis实现扣减库存的具体实现
初始化库存回调函数(IStockCallback )
/**
* 获取库存回调
* @author yuhao.wang
*/
public interface IStockCallback {
/**
* 获取库存
* @return
*/
int getStock();
}
扣减库存服务（StockService）
/**
* 扣库存
*
* @author yuhao.wang
*/
@Service
public class StockService {
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(StockService.class);
/**
* 不限库存
*/
public static final long UNINITIALIZED_STOCK = -3L;
/**
* Redis 客户端
*/
@Autowired
private RedisTemplateString, Object redisTemplate;
/**
* 执行扣库存的脚本
*/
public static final String STOCK_LUA;
static {
/**
*
* @desc 扣减库存Lua脚本
* 库存（stock）-1：表示不限库存
* 库存（stock）0：表示没有库存
* 库存（stock）大于0：表示剩余库存
*
* @params 库存key
* @return
* -3:库存未初始化
* -2:库存不足
* -1:不限库存
* 大于等于0:剩余库存（扣减之后剩余的库存）
* redis缓存的库存(value)是-1表示不限库存，直接返回1
*/
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 1) then");
sb.append(" local stock = tonumber(redis.call('get', KEYS[1]));");
sb.append(" local num = tonumber(ARGV[1]);");
sb.append(" if (stock == -1) then");
sb.append(" return -1;");
sb.append(" end;");
sb.append(" if (stock = num) then");
sb.append(" return redis.call('incrby', KEYS[1], 0 - num);");
sb.append(" end;");
sb.append(" return -2;");
sb.append("end;");
sb.append("return -3;");
STOCK_LUA = sb.toString();
}
/**
* @param key 库存key
* @param expire 库存有效时间,单位秒
* @param num 扣减数量
* @param stockCallback 初始化库存回调函数
* @return -2:库存不足; -1:不限库存; 大于等于0:扣减库存之后的剩余库存
*/
public long stock(String key, long expire, int num, IStockCallback stockCallback) {
long stock = stock(key, num);
// 初始化库存
if (stock == UNINITIALIZED_STOCK) {
RedisLock redisLock = new RedisLock(redisTemplate, key);
try {
// 获取锁
if (redisLock.tryLock()) {
// 双重验证，避免并发时重复回源到数据库
stock = stock(key, num);
if (stock == UNINITIALIZED_STOCK) {
// 获取初始化库存
final int initStock = stockCallback.getStock();
// 将库存设置到redis
redisTemplate.opsForValue().set(key, initStock, expire, TimeUnit.SECONDS);
// 调一次扣库存的操作
stock = stock(key, num);
}
}
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
} finally {
redisLock.unlock();
}
}
return stock;
}
/**
* 加库存(还原库存)
*
* @param key 库存key
* @param num 库存数量
* @return
*/
public long addStock(String key, int num) {
return addStock(key, null, num);
}
/**
* 加库存
*
* @param key 库存key
* @param expire 过期时间（秒）
* @param num 库存数量
* @return
*/
public long addStock(String key, Long expire, int num) {
boolean hasKey = redisTemplate.hasKey(key);
// 判断key是否存在，存在就直接更新
if (hasKey) {
return redisTemplate.opsForValue().increment(key, num);
}
Assert.notNull(expire,"初始化库存失败，库存过期时间不能为null");
RedisLock redisLock = new RedisLock(redisTemplate, key);
try {
if (redisLock.tryLock()) {
// 获取到锁后再次判断一下是否有key
hasKey = redisTemplate.hasKey(key);
if (!hasKey) {
// 初始化库存
redisTemplate.opsForValue().set(key, num, expire, TimeUnit.SECONDS);
}
}
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
} finally {
redisLock.unlock();
}
return num;
}
/**
* 获取库存
*
* @param key 库存key
* @return -1:不限库存; 大于等于0:剩余库存
*/
public int getStock(String key) {
Integer stock = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);
return stock == null ? -1 : stock;
}
/**
* 扣库存
*
* @param key 库存key
* @param num 扣减库存数量
* @return 扣减之后剩余的库存【-3:库存未初始化; -2:库存不足; -1:不限库存; 大于等于0:扣减库存之后的剩余库存】
*/
private Long stock(String key, int num) {
// 脚本里的KEYS参数
ListString keys = new ArrayList();
keys.add(key);
// 脚本里的ARGV参数
ListString args = new ArrayList();
args.add(Integer.toString(num));
long result = redisTemplate.execute(new RedisCallbackLong() {
@Override
public Long doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
// 集群模式和单机模式虽然执行脚本的方法一样，但是没有共同的接口，所以只能分开执行
// 集群模式
if (nativeConnection instanceof JedisCluster) {
return (Long) ((JedisCluster) nativeConnection).eval(STOCK_LUA, keys, args);
}
// 单机模式
else if (nativeConnection instanceof Jedis) {
return (Long) ((Jedis) nativeConnection).eval(STOCK_LUA, keys, args);
}
return UNINITIALIZED_STOCK;
}
});
return result;
}
}
调用
/**
* @author yuhao.wang
*/
@RestController
public class StockController {
@Autowired
private StockService stockService;
@RequestMapping(value = "stock", produces = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
public Object stock() {
// 商品ID
long commodityId = 1;
// 库存ID
String redisKey = "redis_key:stock:" + commodityId;
long stock = stockService.stock(redisKey, 60 * 60, 2, () - initStock(commodityId));
return stock = 0;
}
/**
* 获取初始的库存
*
* @return
*/
private int initStock(long commodityId) {
// TODO 这里做一些初始化库存的操作
return 1000;
}
@RequestMapping(value = "getStock", produces = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
public Object getStock() {
// 商品ID
long commodityId = 1;
// 库存ID
String redisKey = "redis_key:stock:" + commodityId;
return stockService.getStock(redisKey);
}
@RequestMapping(value = "addStock", produces = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
public Object addStock() {
// 商品ID
long commodityId = 2;
// 库存ID
String redisKey = "redis_key:stock:" + commodityId;
return stockService.addStock(redisKey, 2);
}
}
参考
来源：my.oschina.net/xiaolyuh/blog/1615639
END
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