詳解利用redis + lua解決搶紅包高並發的問題

搶紅包的需求分析

搶紅包的場景有點像秒殺，但是要比秒殺簡單點。

因為秒殺通常要和庫存相關。而搶紅包則可以允許有些紅包沒有被搶到，因為發紅包的人不會有損失，沒搶完的錢再退回給發紅包的人即可。

另外像小米這樣的搶購也要比淘寶的要簡單，也是因為像小米這樣是一個公司的，如果有少量沒有搶到，則下次再搶，人工修復下數據是很簡單的事。而像淘寶這麼多商品，要是每一個都存在著修復數據的風險，那如果出故障了則很麻煩。

基於redis的搶紅包方案

下面介紹一種基於Redis的搶紅包方案。

把原始的紅包稱為大紅包，拆分後的紅包稱為小紅包。

1.小紅包預先生成，插到數據庫裡，紅包對應的用戶ID是null。生成算法見另一篇文章：http://www.jb51.net/article/98620.htm

2.每個大紅包對應兩個redis隊列，一個是未消費紅包隊列，另一個是已消費紅包隊列。開始時，把未搶的小紅包全放到未消費紅包隊列裡。

未消費紅包隊列裡是json字符串，如{userId:'789', money:'300'}。

3.在redis中用一個map來過濾已搶到紅包的用戶。

4.搶紅包時，先判斷用戶是否搶過紅包，如果沒有，則從未消費紅包隊列中取出一個小紅包，再push到另一個已消費隊列中，最後把用戶ID放入去重的map中。

5.用一個單線程批量把已消費隊列裡的紅包取出來，再批量update紅包的用戶ID到數據庫裡。

上面的流程是很清楚的，但是在第4步時，如果是用戶快速點了兩次，或者開了兩個浏覽器來搶紅包，會不會有可能用戶搶到了兩個紅包？

為了解決這個問題，采用了lua腳本方式，讓第4步整個過程是原子性地執行。

下面是在redis上執行的Lua腳本：

-- 函數：嘗試獲得紅包，如果成功，則返回json字符串，如果不成功，則返回空 
-- 參數：紅包隊列名， 已消費的隊列名，去重的Map名，用戶ID 
-- 返回值：nil 或者 json字符串，包含用戶ID：userId，紅包ID：id，紅包金額：money 
 
-- 如果用戶已搶過紅包，則返回nil 
if rediscall('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then 
 return nil 
else 
 -- 先取出一個小紅包 
 local hongBao = rediscall('rpop', KEYS[1]); 
 if hongBao then 
  local x = cjsondecode(hongBao); 
  -- 加入用戶ID信息 
  x['userId'] = KEYS[4]; 
  local re = cjsonencode(x); 
  -- 把用戶ID放到去重的set裡 
  rediscall('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]); 
  -- 把紅包放到已消費隊列裡 
  rediscall('lpush', KEYS[2], re); 
  return re; 
 end 
end 
return nil 

下面是測試代碼：

public class TestEval { 
  static String host = "localhost"; 
  static int honBaoCount = 1_0_0000; 
   
  static int threadCount = 20; 
   
  static String hongBaoList = "hongBaoList"; 
  static String hongBaoConsumedList = "hongBaoConsumedList"; 
  static String hongBaoConsumedMap = "hongBaoConsumedMap"; 
   
  static Random random = new Random(); 
   
// -- 函數：嘗試獲得紅包，如果成功，則返回json字符串，如果不成功，則返回空 
// -- 參數：紅包隊列名， 已消費的隊列名，去重的Map名，用戶ID 
// -- 返回值：nil 或者 json字符串，包含用戶ID：userId，紅包ID：id，紅包金額：money 
  static String tryGetHongBaoScript =  
//     "local bConsumed = rediscall('hexists', KEYS[3], KEYS[4]);\n" 
//     + "print('bConsumed:' ,bConsumed);\n" 
      "if rediscall('hexists', KEYS[3], KEYS[4]) ~= 0 then\n" 
      + "return nil\n" 
      + "else\n" 
      + "local hongBao = rediscall('rpop', KEYS[1]);\n" 
//     + "print('hongBao:', hongBao);\n" 
      + "if hongBao then\n" 
      + "local x = cjsondecode(hongBao);\n" 
      + "x['userId'] = KEYS[4];\n" 
      + "local re = cjsonencode(x);\n" 
      + "rediscall('hset', KEYS[3], KEYS[4], KEYS[4]);\n" 
      + "rediscall('lpush', KEYS[2], re);\n" 
      + "return re;\n" 
      + "end\n" 
      + "end\n" 
      + "return nil"; 
  static StopWatch watch = new StopWatch(); 
   
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
//   testEval(); 
    generateTestData(); 
    testTryGetHongBao(); 
  } 
   
  static public void generateTestData() throws InterruptedException { 
    Jedis jedis = new Jedis(host); 
    jedisflushAll(); 
    final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount); 
    for(int i = 0; i < threadCount; ++i) { 
      final int temp = i; 
      Thread thread = new Thread() { 
        public void run() { 
          Jedis jedis = new Jedis(host); 
          int per = honBaoCount/threadCount; 
          JSONObject object = new JSONObject(); 
          for(int j = temp * per; j < (temp+1) * per; j++) { 
            objectput("id", j); 
            objectput("money", j); 
            jedislpush(hongBaoList, objecttoJSONString()); 
          } 
          latchcountDown(); 
        } 
      }; 
      threadstart(); 
    } 
    latchawait(); 
  } 
   
  static public void testTryGetHongBao() throws InterruptedException { 
    final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount); 
    Systemerrprintln("start:" + SystemcurrentTimeMillis()/1000); 
    watchstart(); 
    for(int i = 0; i < threadCount; ++i) { 
      final int temp = i; 
      Thread thread = new Thread() { 
        public void run() { 
          Jedis jedis = new Jedis(host); 
          String sha = jedisscriptLoad(tryGetHongBaoScript); 
          int j = honBaoCount/threadCount * temp; 
          while(true) { 
            Object object = jediseval(tryGetHongBaoScript, 4, hongBaoList, hongBaoConsumedList, hongBaoConsumedMap, "" + j); 
            j++; 
            if (object != null) { 
//             Systemoutprintln("get hongBao:" + object); 
            }else { 
              //已經取完了 
              if(jedisllen(hongBaoList) == 0) 
                break; 
            } 
          } 
          latchcountDown(); 
        } 
      }; 
      threadstart(); 
    } 
     
    latchawait(); 
    watchstop(); 
     
    Systemerrprintln("time:" + watchgetTotalTimeSeconds()); 
    Systemerrprintln("speed:" + honBaoCount/watchgetTotalTimeSeconds()); 
    Systemerrprintln("end:" + SystemcurrentTimeMillis()/1000); 
  } 
} 

測試結果20個線程，每秒可以搶2.5萬個，足以應付絕大部分的搶紅包場景。

如果是真的應付不了，拆分到幾個redis集群裡，或者改為批量搶紅包，也足夠應付。

總結：

redis的搶紅包方案，雖然在極端情況下（即redis掛掉）會丟失一秒的數據，但是卻是一個擴展性很強，足以應付高並發的搶紅包方案。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持。