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Redis消息队列实现异步秒杀

网友: 文章列表 2024-03-21 19:22:40

Redis消息队列实现异步秒杀

Redis秒杀优化

Redis消息队列实现异步秒杀

Redis消息队列实现异步秒杀

改进秒杀业务，提高并发性能

需求：

1.新增秒杀优惠券的同时，将优惠券的信息保存到redis中

2.基于Lua脚本，判断秒杀库存，一人一单，决定用户是否抢购成功

3.如果抢购成功，将优惠券id和用户id封装后存入阻塞队列

4.开启线程任务，不断从阻塞队列中获取消息，实现异步下单功能

Redis消息队列实现异步秒杀

秒杀业务的优化思路是什么？

1.先利用Redis完成库存余量、一人一单判断，完成抢单业务

2.再将下单业务放入阻塞队列，利用独立线程异步下单

基于阻塞队列的异步秒杀存在那些问题

1.内存限制问题

2.数据安全问题

Redis消息队列实现异步秒杀

消息队列，字面意思就是存放消息的队列，最简单的消息队列模型包括三个角色：

  • 消息队列：存储和管理消息，也被称为消息代理

  • 生产者：发送消息到消息队列

  • 消费者：从消息队列获取消息并处理

Redis消息队列实现异步秒杀

Redis提供了三种不同的方式来实现消息队列：

  • list结构：基于List结构模拟消息队列

  • PubSub:基本的点对点的消息模型

  • Stream：比较完善的消息队列模型

基于list结构模拟消息队列

消息队列，字面意思就是存放消息的队列。而Redis的list数据结构是一个双向链表，很容易模拟出队列效果

队列是出口和入口不在一边，因此我们可以利用：LPUSH和LPOP、或者RPUSH和LPOP来实现

不过要注意的是，当队列中没有消息时RPOP和LPOP操作会返回null,并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP和BLPOP来实现阻塞效果

基于List的消息队列有那些优缺点

优点：

1.利用Redis存储，不受限于JVM内存上限

2.基于Redis的持久化机制，数据安全性有保证

3.可以满足消息有序性

缺点：

1.无法避免消息丢失

2.只支持单消费者

基于PubSub的消息队列

PubSub(发布订阅)是Redis2.0版本引入的消息传递模型。顾名思义，消费者可以订阅一个或多个channel,生产者向对应的channel发送消息后，所有订阅者都能收到相关的消息

  • SUBSCRIBU channel[channel]:订阅一个或多个频道

  • PUBLISH channel msg:向一个频道发送消息

  • PSUBSCRIBU pattern[pattern]:订阅与pattern格式匹配的所有频道

Redis消息队列实现异步秒杀

基于PubSub的消息队列有那些优缺点：

优点：

1.采用发布订阅模型、支持多生产、多消费

缺点：

1.不支持数据持久化

2.无法避免消息丢失

3.消息堆积有上限，超出时数据丢失

基于Stream的消息队列

Stream 是Redis5.0引入的一种新的数据结构，可以实现一个功能非常完善的消息队列

发送消息的命令：

Redis消息队列实现异步秒杀

例如：

Redis消息队列实现异步秒杀

读取消息的方式之一：XREAD

Redis消息队列实现异步秒杀

XREAD阻塞方式，读取最新的消息：

Redis消息队列实现异步秒杀

在业务开发中，我们可以循环的调用XREAD阻塞方式来查询最新消息，从而实现持续监听队列的效果，伪代码如下：

Redis消息队列实现异步秒杀

Redis消息队列实现异步秒杀

STREAM类型消息模型的XREAD命令特点：

1.消息可回溯

2.一个消息可以被多个消费者读取

3.可以阻塞读取

4.有消息漏读的风险

基于STREAM的消息队列-消费者组

消费者组（Consumer Group）:将多个消费者划分到一个组中，监听头一个队列，具备下列特点

Redis消息队列实现异步秒杀

创建消费者组

Redis消息队列实现异步秒杀

  • key:队列名称

  • groupName:消费者组名称

  • ID:起始ID标示，$代表队列中最后一个消息，0则代表队列中第一个消息

  • MkSTREAM:队列不存在时自动创建队列

其他常见命令

Redis消息队列实现异步秒杀

从消费者组读取消息

Redis消息队列实现异步秒杀

  • grooup:消费者组名称

  • consumer:消费者名称，如果消费者不存在，会自动创建一个消费者

  • count:本次查询的最大数量

  • BLOCK milliseconds:当没有消息时最长等待时间

  • NOACK：无需手动ACK,获取到消息后自动确认

  • STREAMS KEY:指定队列名称

  • ID:获取队列的起始ID:

“>”:从下一个未消费的消息开始

其他：根据指定id从pengding-list中获取已消费但未确认的消息，例如0，是从pengding-list中的第一个消息开始

消费者监听消息的基本思路

Redis消息队列实现异步秒杀

seckill.lua

-- 参数列表
-- 1.1 优惠券id
local voucherId = ARGV[1]
-- 1.2 用户id
local userId = ARGV[2]
-- 1.3 订单id
local orderId = ARGV[3]-- 2.数据key-- 2.1 库存key
local stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId
-- 2.1 库存key
local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId-- 脚本业务-- 3.1判断库存是否充足 get stockKey
if (tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then-- 3.2 库存不足，返回1return 1
end
-- 3.3 判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userId
if (redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then-- 3.4 存在，说明重复下单，返回2return 2
end
-- 3.5 扣减库存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.6下单(保存用户)sadd orderKey userId
redis.call('sadd', orderKey, userId)
-- 3.7 发送消息到队列中，XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
return 0

VoucherOrderServiceImpl部分代码

private static final DefaultRedisScript<Long> SECKILL_SCRIPT;static {SECKILL_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();SECKILL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("seckill.lua"));SECKILL_SCRIPT.setResultType(Long.class);}private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();@PostConstructprivate void init() {SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());}private class VoucherOrderHandler implements Runnable {String queueName = "stream.orders";@Overridepublic void run() {while (true) {try {//1.获取消息队列中的订单信息XREADGROUP GROUP g1 c1 count 1 BLOCK 2000 STREAMS stream.ordersList<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(Consumer.from("g1", "c1"),StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2)),StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.lastConsumed()));//2.判断消息获取是否成功if (list == null || list.isEmpty()) {//2.1如果获取失败，说明没有消息继续下一次循环continue;}//3.解析消息中的订单消息MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);Map<Object, Object> values = record.getValue();//4.如果获取成功，可以下单VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(values, new VoucherOrder(), true);HandleVoucherOrder(voucherOrder);//5.ACK确认 stream.orders g1 idstringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName, "g1", record.getId());} catch (Exception e) {log.error("处理订单异常", e);handlePendingList();}}}private void handlePendingList() {while (true) {try {//1.获取pending-list中的订单信息XREADGROUP GROUP g1 c1  1 BLOCK 2000 STREAMS stream.orders 0List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(Consumer.from("g1", "c1"),StreamReadOptions.empty().count(1),StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.from("0")));//2.判断消息获取是否成功if (list == null || list.isEmpty()) {//2.1如果获取失败，说明pending-list没有异常消息，结束循环break;}//3.解析消息中的订单消息MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);Map<Object, Object> values = record.getValue();//4.如果获取成功，可以下单VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(values, new VoucherOrder(), true);HandleVoucherOrder(voucherOrder);//5.ACK确认 stream.orders g1 idstringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName, "g1", record.getId());} catch (Exception e) {log.error("处理pending-list异常", e);try {Thread.sleep(20);} catch (InterruptedException interruptedException) {interruptedException.printStackTrace();}}}}}

STREAN类型消息队列的XREADGROUP命令特点

1.消息可回溯

2.可多个消费者争抢消息，加快消费速度

3.可以阻塞读取

4.没有消息漏读的风险

5.有消息确认机制，保证消息至少被消费一次

Redis消息队列实现异步秒杀

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