秒杀系统简单实现

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前言

代码

仓库地址

练习了一下秒杀，网站搭建尽量从简，也算是比较轻车熟路了。

提取秒杀的核心，数据库只建了两张表：（直接从自动生成的脚本拷贝过来的……有些不必要项，大致还是能看明白。）

数据库

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CREATE TABLE `product` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(100) NOT NULL,
  `number` int(11) NOT NULL,
  `start_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  `end_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00',
  `info` varchar(500) DEFAULT 'That`s good!',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='秒杀商品表';
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CREATE TABLE `user_buy_product` (
  `phone` varchar(15) NOT NULL,
  `id` bigint(20) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`phone`,`id`),
  KEY `fk_product` (`id`),
  CONSTRAINT `fk_product` FOREIGN KEY (`id`) REFERENCES `product` (`id`) ON UPDATE CASCADE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

PS：上面两张表值得一提的点在于外键约束。

有讨论认为数据库层不加约束，在 Service 层控制好些……

秒杀的难点主要在处理并发与并发时的优化。

参考

Github 仓库: Sunybyjava/seckill

Mooc 视频: Java 高并发秒杀

视频讲的很好，虽然项目很简单，但是视频从一定高度讲解了秒杀的场景，收获很大……

文档:

Spring Boot 2.x 中文文档

MyBatis 中文文档 3.4

MyBatis Generator 用户手册

Spring Data Redis- Version 2.1.3.RELEASE

spring-boot-starter-data-redis 翻译官方文档 5.3 - 5.6

技术栈

前后端分离。前端用 Vue CLI3 快速搭建，后端用 Spring Boot。

使用 Spring Boot 与 MyBatis 整合，有些繁琐的配置。我弄完后传到了下面的仓库，以后直接拿来用……

使用 spring boot + gradle + mybatisGenerator 实现代码自动生成

后端

核心：Spring Boot + MyBatis

版本控制：Gradle

插件：MyBatis-Generator（数据库表生成 Bean）

前端

核心：Vue CLI3

异步请求：axios

Cookie 保存状态，操作 Cookie 封装了一个类。

界面：Nes.css

思路

开发过程：从交互分析，提取 api，再层层分解，一步一步实现。

按照上面的参考视频，从 dao 层到 service 层，再到 controller 层。这样自底向上的流程容易让人迷糊……每一步都不知道为了啥。

我觉得入门的话，应该从上到下。我缺少什么，然后再去做什么……这样理解起来会比较容易。

见 开发步骤。

开发步骤

  1. 搭建后端项目基本框架。放在 MyBatisGenerator-Tool 。完成 MyBatis 的相关繁琐配置。
  2. 分析项目，设计数据结构、数据库、项目结构，考虑 数据交互、异常处理 等细节。
  3. 分析交互，设计 api。
  4. 对每一个 api 进行实现。
  5. 优化。

讨论一下第三步：

比如，首先用户进入网页，肯定会需要一个获取秒杀商品信息的 api。

商品需要在秒杀时段内才能暴露秒杀按钮，同时总不可能让用户不断刷新网页吧，所以前端需要做倒计时，并且动态暴露秒杀按钮。

秒杀操作，实际上还是执行了一个 url （也是 api），这个秒杀 url 不能在倒计时的阶段暴露，只有到了秒杀阶段才能暴露，我们怎么获取它呢？

可以通过写一个获取秒杀 api 的 api。

此时需要考虑到对秒杀 api 加密。（甚至随时间变化。能实现吗？能吧？按时间混淆？）

用户开始秒杀，这里异常情况最多。

此时应该考虑到事务 ， 存储过程 ……（SQL 怎么实现，框架怎么实现……）

同时这里也是并发点，后面进行优化也主要是围绕这一块。

api 列表

api参数返回值说明
/api/seckill/list无秒杀商品列表
/api/seckill/exposerskillId(商品 id)商品的秒杀 url
/api/seckill/execute/{seckillId}/{md5Code}phone(手机号), seckillId(商品 id), md5Code(加密码)返回秒杀结果手机号从 cookie 获得,后两者从 url 获得
/api/time/now获取服务器端时间

api 是根据前端来的。前端要啥，后端写啥……

这一块不是重点，列在这可以和其他块内容参考理解。比如下面的优化块。

RESTful API 设计

参考资料

Github 仓库 : restful-api-design-references

主要这三篇:

  1. 理解 RESTful 架构 - 阮一峰 简单了解什么是 RESTFul
  2. RESTful API 设计指南 - 阮一峰
  3. Restful API 的设计规范 实战经验的总结，具有较强的启发意义

执行情况

各种规范(即便是自己总结的)都自有道理,我在 Restful API 的设计规范 这篇文章看到 不要包装 的建议,所以选择在开发过程中统一利用注解 RestController 直接返回对象(框架帮我们把对象解析为 json 数据).

在我参考的仓库中,封装了一个 dto 的 ajax 交互类.

不包装的话,对异常怎么处理呢?

可以采用 ResponseEntity.

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@RequestMapping(value = "/exposer", method = RequestMethod.GET)
  public ResponseEntity<?> exposer(Long skillId) {
    return ResponseEntity.ok("ok");
    // return ResponseEntity.ok(new Object());
    // return ResponseEntity.status(422).body("bad");
  }

如上,ResponseEntity 可以携带各种数据返回,而且可以设置返回的 http 的状态码.

也有人建议通过设置状态码来区分异常.

我采用的方式是:

http 的状态码始终返回 200.

自定义错误信息,返回自定义的状态码与错误信息

先建立:运行时异常类,维护错误信息的枚举类,异常信息交互类(ErrorResult.class).

先看这三个类.

异常:

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public class SkillException extends RuntimeException {

  private SkillStatusEnum statusEnum;
  ……
}

真正的错误信息被枚举类维护:

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public enum SkillStatusEnum {
  PRODUCT_NOT_EXIST(1000, "this is in not in products."),
  SKILL_DATE_NOT_START(1001, "the skill is not started."),
  SKILL_DATE_END(1002, "the skill is over."),
  SKILL_URL_ERROR(2000, "秒杀地址被篡改。"),
  SKILL_REPEAT(2001, "秒杀成功！无需再次秒杀。"),
  PRODUCT_COUNT_OVER(2002, "库存不足。"),
  SKILL_ERROR(3000, "其他异常");

  private int code;
  private String message;

  SkillStatusEnum() {
  }
  SkillStatusEnum(int state, String info) {
    this.code = state;
    this.message = info;
  }
  public int getCode() {return code;}
  public String getMessage() {return message;}
}

ErrorResult 简单地封装了 code,message 两条属性.

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public class ErrorResult {
  // 自定义错误码
  private int code;
  // 错误信息
  private String message;
  ……
}

如果遇到了运行时异常,就把对应的错误信息(在枚举类中)传至异常类,然后抛出.

最后在 controller 层捕获,把异常信息取出,封装至交互类 ErrorResult.class,再通过 ResponseEntity 携带错误信息返回给前端.

回头看上面 controller 层的代码!!我使用了多态(ResponseEntity<?>),这样可以保证我在正常情况下可以向前端传送某些对象,遇到异常时也可以返回 ErrorResult 的实例!

做成这个鬼样也不是我一开始想到的.

比如本来没打算做一个异常类,但是在做 事务 的时候,需要抛出 runtimeexcetpion,才会回滚,为了统一处理异常,就不如自己封装了一下.

PS:有更优雅的方式吗?

这样处理还不如创建个交互类直观……

前端就这样处理:

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import axios from 'axios'
axios.get('/api/test')
  .then(function (res) {
    if (res.data.code != undefined) {
        console.log(response.data)
    } else {
        // 由后端抛出的错误
        alert(res.data.message)
    }
  }).catch(function (error) {
       // 由网络或者服务器抛出的错误
     alert(error.toString())
  })

也挺好……

优化

忘了就看看视频，挺短的，也都是干货……

优化是重点。

在这里，优化集中在两个点，看 api 列表，一个是获取商品信息，一个是秒杀。

为什么在这些地方？主要是这里涉及到与数据库的交互。比如获取商品信息，商品信息的变动比较小，就不必每次查询就建立数据库连接。

在视频教程里，分别采用：

使用 Redis 缓存商品信息。对于秒杀操作，采用存储过程。

对于前者，Redis 的作用就不赘叙了。对于后者，什么是存储过程也不多言了。

因为秒杀涉及到修改两个表，那么至少会执行两条 SQL。在之前，我们是在 Service 层来执行这两个操作，并且通过 Spring 的声明式事务来管理的。我们可以把这些过程封装为 SQL 层面的一个存储过程，然后只需要在 Service 层调用这个存储过程就行了。

这里优化的是事务行级锁持有的时间。Service 执行的操作，我们放到 SQL 层来做，在更底层执行，效率会高一点。

不过视频教程不建议在项目过多依赖存储过程。这里的逻辑很简单，可以一用。

在查到的资料里，查询、秒杀的操作几乎也都是通过 Redis 来优化的。

如果直接在缓存进行秒杀（直接在缓存进行减库存操作）等操作，就又涉及到缓存与数据库的同步……

其他

对 /api/seckill/list 使用了缓存。

其他同理……

其他优化

进一步的优化，就是分布式之类的了……接下来稍微学习一下。

redis 安装与使用

Redis 是啥就不多言了……

安装不提，缺少某些依赖安装即可……

注意

再不进行任何配置的情况下,使用的是默认配置.执行 redis-server 后,该程序会在前台执行.而我们实际对 redis 进行操作需要打开 redis-cli,在这种情况下只能另开一个窗口打开 redis-cli.

如果在当前窗口按 ctrl +z 或 ctrl + c 关闭,再执行 redis-cli,是没有效果的.

如果已经整合到 spring,进行数据操作时会报错NOAUTH Authentication required.

另外:执行 redis-server 如果遇到某些错误信息,其实当前窗口已经给出了解决办法.看不明白可以搜索引擎查看.

我们需要后台运行 redis.

修改 /redis/redis.conf 中的 daemonize no 为 daemonize yes.

进入 /redis/src

执行 ./redis-server ../redis.conf 意思就是以自己的配置(后台执行)来运行 redis-server.

ok.

命令不是死的,灵活变通.比如使用默认值执行了 make install,会在 /usr/local/bin 生成安装目录,可全局执行 redis 相关命令……

ps -ef|grep redis 检查是否后台启动.

Spring Boot 2.x 整合 Redis

配置文件 /config/RedisConfiguration.java

配置 application.yml

redis 是提供了常见的数据结构的存储你,如 String,List……

在本项目中,redis 使用 jackjson 把对象转换为 json,以 String 来储存,所以只用了 k/v 的方式. json 也是序列化的一种嘛.

redisTemplate.opsForValue()

直接序列化和 json 怎么选型呢?

可以这样:只读取用 json,涉及到修改用普通序列化.

看场景嘛……

前端

数据库存时间类型为 timestamp

前后端数据交换,解析时遇到一些问题.

倒计时的实现

先与服务器交互一次,以服务器的时间为准,然后靠着轮循倒计时…

update

[update-2019-05-23]

增加了 RabbitMQ 来异步处理秒杀逻辑。之前执行秒杀会阻塞直到返回秒杀结果，现在会直接返回「正在排队执行秒杀」的信息，不会阻塞。

不过这样的话，前端怎么获取是否是否秒杀成功呢？

可以通过轮询，判断秒杀表是否存在 用户-商品 的对应。

不过现在，秒杀有三种状态。秒杀成功、秒杀失败、秒杀排队中……

怎么做？首先根据秒杀表可以获取秒杀成功，秒杀尚未成功这两种状态。然后怎么判断秒杀失败和秒杀排队呢？

可以这样：查询商品表，如果还有商品，就返回正在排队；如果没有商品了，就返回秒杀失败。

真是机智……

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