如何处理秒杀中同一商品的多次并发请求?

本题考察秒杀系统如何处理用户的高并发请求,这是一个难点,知识内容丰厚, 以下是几种常见的处理策略和技术,来应对秒杀中同一商品的多次并发请求:

1. 分布式锁

分布式锁是一种保证同一时刻只有一个请求能够修改库存的机制。它通常用来解决并发访问时的竞争问题。

实现:

  • Redis 分布式锁:可以通过 Redis 来实现分布式锁,保证每个商品的库存在每次请求时只能被一个请求修改。
    • 请求秒杀时,首先获取 Redis 锁。锁成功获取后,才继续执行库存扣减操作。
    • 如果无法获取到锁,则说明该商品库存正在被其他请求操作,可以直接返回秒杀失败。
    • 锁释放后,其他请求可以继续获取锁。
优点:
  • 保证原子性:只有一个请求能够成功执行库存扣减操作,避免了并发导致的库存不准确。
  • 灵活性:可以针对每个商品设置不同的锁,防止不同商品的并发请求互相干扰。
注意:
  • Redis 的 SETNX(Set if Not Exists)可以用来实现分布式锁,但需要确保锁的过期时间,以防止死锁。
  • 在获取锁时需要有超时机制,以防锁获取失败后无限等待。

2. 乐观锁

乐观锁是一种假设系统没有并发冲突的策略。当并发请求修改库存时,系统会检测库存是否已被其他请求修改,如果修改了,则让后续的请求重试。

实现:

  • 在数据库中维护一个版本号字段(version),每次扣减库存时,都会检查该商品的库存版本号是否与当前一致。如果一致,执行扣减操作并更新版本号;如果不一致,说明库存已经被其他请求修改,返回失败或重新尝试。
  • 例如,在扣减库存时,执行类似 SQL 语句:
UPDATE products 
SET stock = stock - 1, version = version + 1 
WHERE product_id = ? AND stock > 0 AND version = ?
SQL

如果 version 值不匹配,说明库存已被更新,当前请求无法修改库存。

优点:
  • 避免锁竞争:没有像分布式锁那样的性能瓶颈,因为乐观锁不需要在每次请求之间锁定资源。
  • 高效:适合于冲突较少的场景,减少了锁竞争带来的性能问题。
注意:
  • 重试机制:当并发请求发生冲突时,需要有合适的重试机制,否则可能导致请求频繁失败。
  • 数据库压力:对于高并发的秒杀活动,乐观锁可能会频繁碰到库存版本号不一致的情况,从而导致大量请求失败,需要合理调整重试策略。

3. 消息队列

使用消息队列(如 RabbitMQ、Kafka)可以将秒杀请求异步处理,将高并发的请求转化为队列中的消息,逐一处理。

实现:

  • 用户的秒杀请求首先进入消息队列,而不是直接访问数据库。消息队列中的每条请求都会被一个消费进程逐一处理。
  • 消费进程会从队列中取出一个请求,并对商品库存进行扣减。
  • 这样,系统就避免了瞬时的大量并发请求,而是按照队列顺序依次处理请求,防止并发请求导致的超卖。
优点:
  • 流量控制:将请求异步化,缓解了瞬时高并发带来的压力。
  • 高容错性:消息队列能够缓存请求,即使系统短时间内无法处理请求,也能保证消息不丢失。
注意:
  • 消息队列的消费过程需要确保顺序性和幂等性。重复请求需要避免造成重复扣减库存。

本题小结:处理秒杀系统的高并发请求有很多种方法,如分布式锁,乐观锁,消息队列等,大家掌握一种即可,达到举一反三。

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