在秒杀系统设计中,超卖是一个经典、常见的问题,任何商品都会有数量上限,如何避免成功下订单买到商品的人数不超过商品数量的上限,这是每个抢购活动都要面临的难点。
一、问题描述
在多个用户同时发起对同一个商品的下单请求时,先查询商品库存,再修改商品库存,会出现资源竞争问题,导致库存的最终结果出现异常。问题:
当商品A一共有库存15件,用户甲先下单10件,用户乙下单8件,这时候库存只能满足一个人下单成功,如果两个人同时提交,就出现了超卖的问题。
二、解决的三种方案
1.解决方案1
- 悲观锁
当查询某条记录时,即让数据库为该记录加锁,锁住记录后别人无法操作,使用类似如下语法:
select stock from tb_sku where id=1 for update;
SKU.objects.select_for_update().get(id=1)在这里插入代码片
- 悲观锁类似于我们在多线程资源竞争时添加的互斥锁,容易出现死锁现象,采用不多。
2.解决方案2
- 乐观锁
乐观锁并不是真实存在的锁,而是在更新的时候判断此时的库存是否是之前查询出的库存,如果相同,表示没人修改,可以更新库存,否则表示别人抢过资源,不再执行库存更新。类似如下操作:
update tb_sku set stock=2 where id=1 and stock=7;
SKU.objects.filter(id=1, stock=7).update(stock=2)
- 使用乐观锁需修改数据库的事务隔离级别:
使用乐观锁的时候,如果一个事务修改了库存并提交了事务,那其他的事务应该可以读取到修改后的数据值,所以不能使用可重复读的隔离级别,应该修改为读取已提交(Read committed)。
修改方式:
3.解决方案3
- 任务队列
将下单的逻辑放到任务队列中(如celery),将并行转为串行,所有人排队下单。比如开启只有一个进程的Celery,一个订单一个订单的处理。
三、网上超卖问题解决方案节选
节选自如何解决秒杀系统的性能问题和超卖的讨论的片段:如何解决秒杀系统的性能问题和超卖的讨论
解决方案2:
引入队列,然后将所有写DB操作在单队列中排队,完全串行处理。当达到库存阀值的时候就不在消费队列,并关闭购买功能。这就解决了超卖问题。
优点:解决超卖问题,略微提升性能。
缺点:性能受限于队列处理机处理性能和DB的写入性能中最短的那个,另外多商品同时抢购的时候需要准备多条队列。
解决方案3:
将写操作前移到Memcached中,同时利用Memcached的轻量级的锁机制CAS来实现减库存操作。
优点:读写在内存中,操作性能快,引入轻量级锁之后可以保证同一时刻只有一个写入成功,解决减库存问题。
缺点:没有实测,基于CAS的特性不知道高并发下是否会出现大量更新失败?不过加锁之后肯定对并发性能会有影响。
解决方案4:
将提交操作变成两段式,先申请后确认。然后利用Redis的原子自增操作(相比较MySQL的自增来说没有空洞),同时利用Redis的事务特性来发号,保证拿到小于等于库存阀值的号的人都可以成功提交订单。然后数据异步更新到DB中。
优点:解决超卖问题,库存读写都在内存中,故同时解决性能问题。
缺点:由于异步写入DB,可能存在数据不一致。另可能存在少买,也就是如果拿到号的人不真正下订单,可能库存减为0,但是订单数并没有达到库存阀值。