• 使用Redis优化高并发场景下的接口性能
• 数据库乐观锁

随着双11的临近，各种促销活动开始变得热门起来，比较主流的有秒杀、抢优惠券、拼团等等。

涉及到高并发争抢同一个资源的主要场景有秒杀和抢优惠券。

前提

活动规则

• 奖品数量有限，比如100个
• 不限制参与用户数
• 每个用户只能参与1次秒杀

活动要求

• 不能多发，也不能少发，100个奖品要全部发出去
• 1个用户最多抢1个奖品
• 遵循先到先得原则，先来的用户有奖品

数据库实现

悲观锁性能太差，本文不予讨论，讨论一下使用乐观锁解决高并发问题的优缺点。

数据库结构

IDCodeUserIdCreatedAtRewardAt奖品ID奖品码用户ID创建时间中奖时间

• 未中奖时UserId为0，RewardAt为NULL
• 中奖时UserId为中奖用户ID，RewardAt为中奖时间

乐观锁实现

乐观锁实际上并不存在真正的锁，乐观锁是利用数据的某个字段来做的，比如本文的例子就是以UserId来实现的。

实现流程如下：

1. 查询UserId为0的奖品，如果未找到则提示无奖品

SELECT * FROM envelope WHERE user_id=0 LIMIT 1

1. 更新奖品的用户ID和中奖时间(假设奖品ID为1，中奖用户ID为100，当前时间为2019-10-29 12:00:00)，这里的user_id=0就是我们的乐观锁了。

UPDATE envelope SET user_id=100, reward_at='2019-10-29 12:00:00' WHERE user_id=0 AND id=1

1. 检测UPDATE语句的执行返回值，如果返回1证明中奖成功，否则证明该奖品被其他人抢了

为什么要添加乐观锁

正常情况下获取奖品、然后把奖品更新给指定用户是没问题的。如果不添加user_id=0时，高并发场景下会出现下面的问题：

用户1就会过来投诉活动方了，因为抽奖接口返回用户1中奖，但他的奖品被抢了，此时活动方只能赔钱了

添加乐观锁之后的抽奖流程

id=红包ID AND user_id=0id=红包ID AND user_id=0

乐观锁优缺点

优点

• 性能尚可，因为无锁
• 不会超发

缺点

• 通常不满足“先到先得”的活动规则，一旦发生并发，就会发生未中奖的情况，此时奖品库还有奖品

压测

在MacBook Pro 2018上的压测表现如下(Golang实现的HTTP服务器,MySQL连接池大小100，Jmeter压测)：

• 500并发 500总请求数 平均响应时间331ms 发放成功数为31 吞吐量458.7/s

Redis实现

可以看到乐观锁的实现下争抢比太高，不是推荐的实现方法，下面通过Redis来优化这个秒杀业务。

Redis高性能的原因

• 单线程 省去了线程切换开销
• 基于内存的操作 虽然持久化操作涉及到硬盘访问，但是那是异步的，不会影响Redis的业务
• 使用了IO多路复用

实现流程

1. 活动开始前将数据库中奖品的code写入Redis队列中
2. 活动进行时使用lpop弹出队列中的元素
3. 如果获取成功，则使用UPDATE语法发放奖品

UPDATE reward SET user_id=用户ID,reward_at=当前时间 WHERE code='奖品码'

1. 如果获取失败，则当前无可用奖品，提示未中奖即可

使用Redis的情况下并发访问是通过Redis的 lpop() 来保证的，该方法是原子方法，可以保证并发情况下也是一个个弹出的。

压测

在MacBook Pro 2018上的压测表现如下(Golang实现的HTTP服务器,MySQL连接池大小100，Redis连接池代销100，Jmeter压测)：

• 500并发 500总请求数 平均响应时间48ms 发放成功数100 吞吐量497.0/s

结论

可以看到Redis的表现是稳定的，不会出现超发，且访问延迟少了8倍左右，吞吐量还没达到瓶颈，可以看出Redis对于高并发系统的性能提升是非常大的！接入成本也不算高，值得学习！

实验代码

// main.gopackage mainimport ( "fmt" "github.com/go-redis/redis" _ "github.com/go-sql-driver/mysql" "github.com/jinzhu/gorm" "log" "net/http" "strconv" "time")type Envelope struct { Id int `gorm:"primary_key"` Code string UserId int CreatedAt time.Time RewardAt *time.Time}func (Envelope) TableName() string { return "envelope"}func (p *Envelope) BeforeCreate() error { p.CreatedAt = time.Now() return nil}const ( QueueEnvelope = "envelope" QueueUser = "user")var ( db *gorm.DB redisClient *redis.Client)func init() { var err error db, err = gorm.Open("mysql