本文實(shí)例講述了PHP商品秒殺問題解決方案。分享給大家供大家參考，具體如下：
引言
假設(shè)num是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的字段，保存了被秒殺產(chǎn)品的剩余數(shù)量。
if($num > 0){
//用戶搶購成功，記錄用戶信息
$num--;
}
假設(shè)在一個(gè)并發(fā)量較高的場(chǎng)景，數(shù)據(jù)庫中num的值為1時(shí)，可能同時(shí)會(huì)有多個(gè)進(jìn)程讀取到num為1，程序判斷符合條件，搶購成功，num減一。這樣會(huì)導(dǎo)致商品超發(fā)的情況，本來只有10件可以搶購的商品，可能會(huì)有超過10個(gè)人搶到，此時(shí)num在搶購?fù)瓿芍鬄樨?fù)值。
解決該問題的方案由很多，可以簡單分為基于mysql和redis的解決方案，redis的性能要由于mysql，因此可以承載更高的并發(fā)量，不過下面介紹的方案都是基于單臺(tái)mysql和redis的，更高的并發(fā)量需要分布式的解決方案，本文沒有涉及。
基于mysql的解決方案
商品表 goods
CREATE TABLE `goods` (
`id` int(11) NOT NULL,
`num` int(11) DEFAULT NULL,
`version` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
搶購結(jié)果表 log
CREATE TABLE `log` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`good_id` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
悲觀鎖
悲觀鎖的方案采用的是排他讀，也就是同時(shí)只能有一個(gè)進(jìn)程讀取到num的值。事務(wù)在提交或回滾之后，鎖會(huì)釋放，其他的進(jìn)程才能讀取。該方案最簡單易懂，在對(duì)性能要求不高時(shí)，可以直接采用該方案。要注意的是，SELECT … FOR UPDATE要盡可能的使用索引，以便鎖定盡可能少的行數(shù)；排他鎖是在事務(wù)執(zhí)行結(jié)束之后才釋放的，不是讀取完成之后就釋放，因此使用的事務(wù)應(yīng)該盡可能的早些提交或回滾，以便早些釋放排它鎖。
$this->mysqli->begin_transaction();
$result = $this->mysqli->query("SELECT num FROM goods WHERE id=1 LIMIT 1 FOR UPDATE");
$row = $result->fetch_assoc();
$num = intval($row['num']);
if($num > 0){
usleep(100);
$this->mysqli->query("UPDATE goods SET num=num-1");
$affected_rows = $this->mysqli->affected_rows;
if($affected_rows == 1){
$this->mysqli->query("INSERT INTO log(good_id) VALUES({$num})");
$affected_rows = $this->mysqli->affected_rows;
if($affected_rows == 1){
$this->mysqli->commit();
echo "success:".$num;
}else{
$this->mysqli->rollback();
echo "fail1:".$num;
}
}else{
$this->mysqli->rollback();
echo "fail2:".$num;
}
}else{
$this->mysqli->commit();
echo "fail3:".$num;
}
樂觀鎖
樂觀鎖的方案在讀取數(shù)據(jù)是并沒有加排他鎖，而是通過一個(gè)每次更新都會(huì)自增的version字段來解決，多個(gè)進(jìn)程讀取到相同num，然后都能更新成功的問題。在每個(gè)進(jìn)程讀取num的同時(shí)，也讀取version的值，并且在更新num的同時(shí)也更新version，并在更新時(shí)加上對(duì)version的等值判斷。假設(shè)有10個(gè)進(jìn)程都讀取到了num的值為1，version值為9，則這10個(gè)進(jìn)程執(zhí)行的更新語句都是UPDATE goods SET num=num-1,version=version+1 WHERE version=9，然而當(dāng)其中一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行成功之后，數(shù)據(jù)庫中version的值就會(huì)變?yōu)?0，剩余的9個(gè)進(jìn)程都不會(huì)執(zhí)行成功，這樣保證了商品不會(huì)超發(fā)，num的值不會(huì)小于0，但這也導(dǎo)致了一個(gè)問題，那就是發(fā)出搶購請(qǐng)求較早的用戶可能搶不到，反而被后來的請(qǐng)求搶到了。
$result = $this->mysqli->query("SELECT num,version FROM goods WHERE id=1 LIMIT 1");
$row = $result->fetch_assoc();
$num = intval($row['num']);
$version = intval($row['version']);
if($num > 0){
usleep(100);
$this->mysqli->begin_transaction();
$this->mysqli->query("UPDATE goods SET num=num-1,version=version+1 WHERE version={$version}");
$affected_rows = $this->mysqli->affected_rows;
if($affected_rows == 1){
$this->mysqli->query("INSERT INTO log(good_id) VALUES({$num})");
$affected_rows = $this->mysqli->affected_rows;
if($affected_rows == 1){
$this->mysqli->commit();
echo "success:".$num;
}else{
$this->mysqli->rollback();
echo "fail1:".$num;
}
}else{
$this->mysqli->rollback();
echo "fail2:".$num;
}
}else{
echo "fail3:".$num;
}
where條件（原子操作）
悲觀鎖的方案保證了數(shù)據(jù)庫中num的值在同一時(shí)間只能被一個(gè)進(jìn)程讀取并處理，也就是并發(fā)的讀取進(jìn)程到這里要排隊(duì)依次執(zhí)行。樂觀鎖的方案雖然num的值可以被多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀取到，但是更新操作中version的等值判斷可以保證并發(fā)的更新操作在同一時(shí)間只能有一個(gè)更新成功。
還有一種更簡單的方案，只在更新操作時(shí)加上num>0的條件限制即可。通過where條件限制的方案雖然看似和樂觀鎖方案類似，都能夠防止超發(fā)問題的出現(xiàn)，但在num較大時(shí)的表現(xiàn)還是有很大區(qū)別的。假如此時(shí)num為10，同時(shí)有5個(gè)進(jìn)程讀取到了num=10，對(duì)于樂觀鎖的方案由于version字段的等值判斷，這5個(gè)進(jìn)程只會(huì)有一個(gè)更新成功，這5個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完成之后num為9；對(duì)于where條件判斷的方案，只要num>0都能夠更新成功，這5個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完成之后num為5。
$result = $this->mysqli->query("SELECT num FROM goods WHERE id=1 LIMIT 1");
$row = $result->fetch_assoc();
$num = intval($row['num']);
if($num > 0){
usleep(100);
$this->mysqli->begin_transaction();
$this->mysqli->query("UPDATE goods SET num=num-1 WHERE num>0");
$affected_rows = $this->mysqli->affected_rows;
if($affected_rows == 1){
$this->mysqli->query("INSERT INTO log(good_id) VALUES({$num})");
$affected_rows = $this->mysqli->affected_rows;
if($affected_rows == 1){
$this->mysqli->commit();
echo "success:".$num;
}else{
$this->mysqli->rollback();
echo "fail1:".$num;
}
}else{
$this->mysqli->rollback();
echo "fail2:".$num;
}
}else{
echo "fail3:".$num;
}
基于redis的解決方案
基于watch的樂觀鎖方案
watch用于監(jiān)視一個(gè)(或多個(gè)) key ，如果在事務(wù)執(zhí)行之前這個(gè)(或這些) key 被其他命令所改動(dòng)，那么事務(wù)將被打斷。這種方案跟mysql中的樂觀鎖方案類似，具體表現(xiàn)也是一樣的。
$num = $this->redis->get('num');
if($num > 0) {
$this->redis->watch('num');
usleep(100);
$res = $this->redis->multi()->decr('num')->lPush('result',$num)->exec();
if($res == false){
echo "fail1";
}else{
echo "success:".$num;
}
}else{
echo "fail2";
}
基于list的隊(duì)列方案
基于隊(duì)列的方案利用了redis出隊(duì)操作的原子性，搶購開始之前首先將商品編號(hào)放入響應(yīng)的隊(duì)列中，在搶購時(shí)依次從隊(duì)列中彈出操作，這樣可以保證每個(gè)商品只能被一個(gè)進(jìn)程獲取并操作，不存在超發(fā)的情況。該方案的優(yōu)點(diǎn)是理解和實(shí)現(xiàn)起來都比較簡單，缺點(diǎn)是當(dāng)商品數(shù)量較多是，需要將大量的數(shù)據(jù)存入到隊(duì)列中，并且不同的商品需要存入到不同的消息隊(duì)列中。
public function init(){
$this->redis->del('goods');
for($i=1;$i=10;$i++){
$this->redis->lPush('goods',$i);
}
$this->redis->del('result');
echo 'init done';
}
public function run(){
$goods_id = $this->redis->rPop('goods');
usleep(100);
if($goods_id == false) {
echo "fail1";
}else{
$res = $this->redis->lPush('result',$goods_id);
if($res == false){
echo "writelog:".$goods_id;
}else{
echo "success".$goods_id;
}
}
}
基于decr返回值的方案
如果我們將剩余量num設(shè)置為一個(gè)鍵值類型，每次先get之后判斷，然后再decr是不能解決超發(fā)問題的。但是redis中的decr操作會(huì)返回執(zhí)行后的結(jié)果，可以解決超發(fā)問題。我們首先get到num的值進(jìn)行第一步判斷，避免每次都去更新num的值，然后再對(duì)num執(zhí)行decr操作，并判斷decr的返回值，如果返回值不小于0，這說明decr之前是大于0的，用戶搶購成功。
public function run(){
$num = $this->redis->get('num');
if($num > 0) {
usleep(100);
$retNum = $this->redis->decr('num');
if($retNum >= 0){
$res = $this->redis->lPush('result',$retNum);
if($res == false){
echo "writeLog:".$retNum;
}else{
echo "success:".$retNum;
}
}else{
echo "fail1";
}
}else{
echo "fail2";
}
}
基于setnx的排它鎖方案
redis沒有像mysql中的排它鎖，但是可以通過一些方式實(shí)現(xiàn)排它鎖的功能，就類似php使用文件鎖實(shí)現(xiàn)排它鎖一樣。
setnx實(shí)現(xiàn)了exists和set兩個(gè)指令的功能，若給定的key已存在，則setnx不做任何動(dòng)作，返回0；若key不存在，則執(zhí)行類似set的操作，返回1。我們?cè)O(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間timeout，每隔一定時(shí)間嘗試setnx操作，如果設(shè)置成功就是獲得了相應(yīng)的鎖，執(zhí)行num的decr操作，操作完成刪除相應(yīng)的key，模擬釋放鎖的操作。
public function run(){
do {
$res = $this->redis->setnx("numKey",1);
$this->timeout -= 100;
usleep(100);
}while($res == 0 $this->timeout>0);
if($res == 0){
echo 'fail1';
}else{
$num = $this->redis->get('num');
if($num > 0) {
$this->redis->decr('num');
usleep(100);
$res = $this->redis->lPush('result',$num);
if($res == false){
echo "fail2";
}else{
echo "success:".$num;
}
}else{
echo "fail3";
}
$this->redis->del("numKey");
}
}
上述代碼都在本地測(cè)試通過，完整代碼地址：https://github.com/qianshou/SeckillSolution
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希望本文所述對(duì)大家PHP程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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