设计抢购业务时，请务必注意这4个要点
2018/10/11 7:45:00 人人都是产品经理
作者：香鱼
全文共 3754 字 5 图，阅读需要 8 分钟
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案例：马上就到双十一了，上级给我安排了一个秒杀抢购的活动，让我设计一个方案，那我应该如何下手呢？
页面上面的设计，这里我就不多说了，各大网站上都有很多案例了!
现在我重点来讲一下需要注意的几点：
一、超卖问题
假如你的库存有10，现在3个用户来购买，a用户购买3个，b用户购买5个，c用户购买3个，合起来就是准备购买11个。
如果三个用户是同时并发购买，会出现怎样的情况呢？
每个用户进行减库存的时候，数据库都会去修改一下数据，如下：update goods set amount=amount-购买数量 where goods_id=xxx。
mysql会锁定这一行数据(使用innodb存储引擎)，数据库加的是排他锁。
根据排他锁的特点：其他线程不能读、不能写此行数据。
排他锁情况下，那么其他用户就是等待状态了。
1. a用户执行update的时候，锁定库存数据。update执行完毕后，减去了3个后，mysql自动释放锁。
2. b用户执行，减去了5个。此时，已经卖掉8个库存了，库存数为2了。
3. 但是c用户接着执行，Update goods set amount=amount-1 where goods_id=xxx。
结果库存数量变成-1了。
思考：把库存数量字段的类型，设计成正数类型，不允许出现负数，会怎么样呢?
测验结果：数据库会直接报错，通不过。
解决办法：只有库存数量，大于或等于购买数量的时候，才能去减库存；其他情况，提示信息，库存不足。
二、并发的问题
为了更好的理解并发和同步，我们需要先明白两个重要的概念：同步和异步。
同步和异步的区别和联系：
所谓同步，可以理解为在执行完一个函数或方法之后，一直等待系统返回值或消息，这时程序是出于阻塞的，只有接收到返回的值或消息后才往下执行其它的命令。
异步，执行完函数或方法后，不必阻塞性地等待返回值或消息，只需要向系统委托一个异步过程，那么当系统接收到返回值或消息时，系统会自动触发委托的异步过程，从而完成一个完整的流程。
同步在一定程度上可以看做是单线程，这个线程请求一个方法后就待这个方法给他回复，否则他不往下执行。异步在一定程度上可以看做是多线程的，请求一个方法后，就不管了，继续执行其他的方法。
如何处理并发和同步？
首先需要明白，锁机制有两个层面：
一种是代码层次上的，如：java中的同步锁，典型的就是同步关键字synchronized，这里我不在做过多的讲解；
另外一种是数据库层次上的，比较典型的就是悲观锁和乐观锁。这里我们重点讲解的就是悲观锁(传统的物理锁)和乐观锁。
悲观锁(Pessimistic Locking)：
悲观锁，正如其名，它指的是对数据被外界(包括本系统当前的其他事务，以及来自 外部系统的事务处理)修改持保守态度，因此，在整个数据处理过程中，将数据处于锁定状态。
悲观锁的实现，往往依靠数据库提供的锁机制(也只有数据库层提供的锁机制才能 真正保证数据访问的排他性，否则，即使在本系统中实现了加锁机制，也无法保证外部系 统不会修改数据)。
第一种问题中描述的超卖现象，其实是并发抢购时出现的情况。用到的是数据库内带的加排他锁方式，阻止了其他线程读取、访问数据，这样等待的时间就比较长。而业界一般的解决是使用乐观锁的办法来解决：使用数据库的乐观锁是通用解决办法。
乐观锁：
相对悲观锁而言，乐观锁机制采取了更加宽松的加锁机制。悲观锁大多数情况下依靠数据库的锁机制实现，以保证操作最大程度的独占性。
但随之而来的就是数据库性能的大量开销，特别是对长事务而言，这样的开销往往无法承受。
如：一个金融系统，当某个操作员读取用户的数据，并在读出的用户数据的基础上进 行修改时(如更改用户帐户余额)，如果采用悲观锁机制，也就意味着整个操作过程中(从操作员读出数据、开始修改直至提交修改结果的全过程，甚至还包括操作员中途去煮咖啡的时间)，数据库记录始终处于加锁状态。
可以想见：如果面对几百上千个并发，这样的情况将导致怎样的后果。
乐观锁机制在一定程度上解决了这个问题。
通俗说就是：修改数据的时候，不给数据加锁。
乐观锁意思是不锁定表的情况下，利用业务的控制来解决并发问题，这样即保证数据的并发可读性又保证保存数据的排他性，保证性能的同时解决了并发带来的脏数据问题。
所以很多情况下都会采用乐观锁来解决业务上的问题。
高并发的解决方法主要有以下几点：
(1)前台优化
减少http请求——css文件合并 ，js文件合并；
压缩js，css文件；
使用雪碧图；
懒加载(只加载看到的第一屏内容，下拉之后看到其他的内容)；
预加载(只加载默认图)；
cdn 加速。
(2)服务端优化：
页面静态化；
负载均衡、集群；
分布式；
使用队列。
(3)MySQL优化：
查询优化，能单表的单表
查询一条数据使用limit
生成查询缓存
使用索引
多表查询使用id进行关联
数据库分表
数据库分区
数据库集群
要查询的字段避免使用*号，指定需要的字段
避免使用%前缀的模糊查询
避免使用负向查询
避免使用or查询
避免使用子查询
避免使用MySQL自带函数
不要是rand
有顺序的读取
设置合适的数据类型
避免使用text类型
避免使用null
(4)代码优化：
用单引号代替双引号，双引号会查询变量；
避免使用require_once require_once会判断文件是否加载过；
使用静态方法代替普通方法，静态方法速度比普通方法快4倍；
变量使用完之后需要销毁；
尽量不要使用@；
include用绝对路径，不要使用相对路径，相对路径会有查询的过程；
避免使用__SET __GET __AUTOLOAD；
循环的时候先确定循环次数，不要每次循环都要计算；
避免循环查库；
避免多层foreach嵌套；
避免使用递归 ，递归比较浪费资源。
三、下单和减库存要在一个事务中
如果不在一个事务内，可能出现两种现象：
1. 订单入库失败、减库存成功。发现订单入库失败，减库存就不要继续进行下去了。
2. 订单入库成功、减库存失败。实际下了20个订单，库存却没有减。数据不一致了。
四、设计虚拟库存和真实库存两套方案
有些人下单完后，最终并不会去付款。
如果一下单就马上减库存,很多人下单，最终并不会去付款，可能导致库存数最后为0，别的用户无法下单了。
而实际中仓库中却有库存在——这样库存数据是不准确的。
什么时候减库存？
是下单完成减库存、还是付款完后减库存呢?
付款后，才减库存，可能出现的现象：用户下完单，接着去付款，结果库存不够了，这样用户体验很不好。但是淘宝的设计是3天(大厂就是比较任性哦)
买家拍下商品后，“等待买家付款”的状态下系统会给予买家3天的时间进行付款，此时的付款动作是将钱款支付到支付宝公司。
此付款时间无法延长，若逾期未付款，交易将自动关闭，如您仍想购买，建议重新购买并及时付款。但是如果下完单就减库存，并能够保证用户下单只要付款，就一定能买到这个商品。
这样的用户体验会较好。
具体技术实现办法：下单后，马上减去库存。另外设置一个定时脚本，扫描超过30分未支付的订单，把订单中的商品数量返回到库存中去，订单关闭。
如唯品会的购物下单：
为什么使用虚拟库存和真实库存两套方案？
假设库存数是50，a订单购买了5个件商品，支付完毕，库存数减去5，库存数变成了45件。
由于还没有发货，实际库存中还有50件商品，这样会出现混淆了。
使用两套库存记录方案是有必要的!
下单-操作虚拟库存数
商品发货出库-操作真实库存数
五、减少频繁读数据库的压力
用户每次点击一个商品详情页面，都要读取库存，判断：有没有库存。如果读库存走的是数据库判断，很多人来抢购的情况下，数据库的压力会很大。
假设是1万个用户同时访问抢购页面，数据库接受的访问次数是1万个并发。
用户还要进行刷新页面操作，由于每次刷新都会走数据库判断库存。数量会更大，数据库的压力就更大了。所以最好是，把库存总数，缓存在redis中去。
内存中缓存的库存数量，只用来做读判断，这样压力扛住了。而更改数据库的库存总数了，程序马上要把库存总数，同步到缓存中去。
系统抗压力问题：
如何限流？
如何防止恶意刷数据？
防止限流就是写代码去阻止部分人进行频繁请求，为了识别是机器还是人工。加一些友好一点的验证码，这样不管是从体验上还是从系统的稳定性方面都是比较好的。
如下图淘宝做的验证：
滑块验证码方案，验证码后台针对用户产生的行为轨迹数据进行机器学习建模，结合访问频率、地理位置、历史记录等多个维度信息，快速、准确的返回人机判定结果。
攻与防技术都是在对抗中不断升级的，无解的验证码还不存在，但防的一方可以不断提升破解成本。
应用选择滑块验证，也有部分因素是因为竞争激烈的互联网很看重用户体验。拖动毕竟是趣味性交互且容易完成，而图形验证码既容易被黑客攻破，对用户也并没有那么友好——肉眼识别无趣(可能还很艰难)，键盘手动输入更浪费时间，体验不太好。
总结
本文介绍了产品在设计抢购闪购商品活动中应该注意的几点事项，在设计闪购活动时，会围绕如何处理并发、扣除库存、防止恶意刷数据等问题。
各公司可以先根据自己的业务情况来设计相对应的方案，然后再用成本计算法，反算开发时间与成本，这样既保证了项目进度，性能体验等也不错。
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