怎么使用Go和Lua解决Redis秒杀中库存与超卖问题

0、简介

• Go语言连接go-redis进行数据库的连接，如果你对这部分尚不了解，建议你先学习这部分知识。

• 另外，本秒杀主要解决两个问题，第一个就是超卖问题，另一个就是库存问题。

• 没有设计专门的页面来模拟并发，我们直接使用gorountine，在调用请求前停留10s。

• 针对超卖问题，引入go-redis的watch搭配事务处理即可【相当于乐观锁】。

而针对库存的问题较为麻烦一点，需要使用Lua编辑脚本，但是你无需在自己的机器上下载lua的编译环境，go提供了其相关的支持。针对这一部分，不用慌张，其基本架构如下：

1、简单版

在并发情况下，超卖和负值情况可能会出现在Redis数据库中。即使你在操作之前进行了数据的判断。

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、解决超卖

使用watch进行监视key，关键部分如下。然而这种情况会带来一个问题，即便存在剩余库存，还会有人不能购买到。

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、解决库存问题Lua

Lua操作redis能够比较好的解决这个问题。为了避免悲观锁在Redis中可能导致的库存问题，应该考虑使用乐观锁。因为Redis没有内置乐观锁支持，所以我们需要使用Lua编写相关脚本。其主要有以下优势：

• 将复杂的或者多步的redis操作，写为一个脚本，一次提交给redis执行，减少反复连接redis的次数。提升性能。

• luan脚本类似redis事务，有一定的原子性，不会被其他命令插队，可以完成一些redis事务性的操作。

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

• 利用lua脚本淘汰用户，解决超卖问题。

• redis2.6版本以后，通过lua脚本解决争夺问题，实际上是redis利用其单线程的特性，用任务队列的方式解决多任务并发问题。

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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