PHP高并发情形下怎么防止商品库存超卖

商城系统中，抢购和秒杀是很常见的营销场景，在一定时间内有大量的用户访问商场下单，主要需要解决的问题有两个：

高并发对数据库产生的压力；
竞争状态下如何解决商品库存超卖；

高并发对数据库产生的压力

对于第一个问题，使用缓存来处理，避免直接操作数据库，例如使用 Redis。

竞争状态下如何解决商品库存超卖

对于第二个问题，需要重点说明。

常规写法：查询出对应商品的库存，判断库存数量否大于 0，然后执行生成订单等操作，但是在判断库存是否大于 0 处，如果在高并发下就会有问题，导致库存量出现负数。

测试表 sql

把如下表数据导入到数据库中

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

/* Navicat MySQL Data Transfer Source Server : 01 本地localhost Source Server Version : 50553 Source Host : localhost:3306 Source Database : test Target Server Type : MYSQL Target Server Version : 50553 File Encoding : 65001 Date: 2020-11-06 14:31:35 */ SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0; -- ---------------------------- -- Table structure for products -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS products; CREATE TABLE products ( id int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID', title varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '货品名称', store int(11) DEFAULT '0' COMMENT '货品库存', PRIMARY KEY (id) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='货品表'; -- ---------------------------- -- Records of products -- ---------------------------- INSERT INTO products VALUES ('1', '稻花香大米', '20'); -- ---------------------------- -- Table structure for order_log -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS order_log; CREATE TABLE order_log ( id int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, content varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '日志内容', c_time timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (id) ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1; -- ---------------------------- -- Table structure for order -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS order; CREATE TABLE order ( oid bigint(20) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '订单号', product_id int(11) DEFAULT '0' COMMENT '商品ID', number int(11) DEFAULT '0' COMMENT '购买数量', c_time timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (oid) ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1 COMMENT='订单表';

下单处理代码

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<?php db(); global $con; //step1 接收下单参数 $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 //step2 查询商品信息 $sql = "select * from products where id={$product_id}"; $result = mysqli_query($con, $sql); $row = mysqli_fetch_assoc($result); //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量 //此处在高并发下，可能出现上一个下单后还没来得及更新库存，下一个下单判断库存数不是最新的库存 if ($row['store'] > 0) { sleep(1); //step4 更新商品库存数量（减去下单数量） $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "更新成功"; //step5 生成订单号创建订单 $oid = build_order_no(); create_order($oid, $product_id, $buy_num); insertLog('库存减少成功，下单成功'); } else { echo "更新失败"; insertLog('库存减少失败'); } } else { echo "没有库存"; insertLog('库存不够'); } function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } } /** * 生成唯一订单号 */ function build_order_no() { return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT); } function create_order($oid, $product_id, $number) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')"; mysqli_query($con, $sql); } /** * 记录日志 */ function insertLog($content) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')"; mysqli_query($con, $sql); }

将库存字段字段设为 unsigned

因为库存字段不能为负数，在下单后更新商品库存时，如果出现负数将返回 false

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<?php db(); global $con; //step1 接收下单参数 $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 //step2 查询商品信息 $sql = "select * from products where id={$product_id} for UPDATE";//利用for update 开启行锁 $result = mysqli_query($con, $sql); $row = mysqli_fetch_assoc($result); //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量 if ($row['store'] > 0) { sleep(1); //step4 更新商品库存数量（减去下单数量） $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "更新成功"; //step5 生成订单号创建订单 $oid = build_order_no(); create_order($oid, $product_id, $buy_num); insertLog('库存减少成功，下单成功'); } else { // 如果出现负数将返回false echo "更新失败"; insertLog('库存减少失败'); } } else { //商品已经抢购完 echo "没有库存"; insertLog('库存不够'); } function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } } /** * 生成唯一订单号 */ function build_order_no() { return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT); } function create_order($oid, $product_id, $number) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')"; mysqli_query($con, $sql); } /** * 记录日志 */ function insertLog($content) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')"; mysqli_query($con, $sql); }

使用 mysql 的事务，锁住操作的行

在下单处理过程中，使用 mysql 的事务将正在下单商品行数据锁定

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<?php db(); global $con; //step1 接收下单参数 $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 mysqli_query($con, "BEGIN"); //开始事务 //step2 查询商品信息 $sql = "select * from products where id={$product_id} for UPDATE";//利用for update 开启行锁 $result = mysqli_query($con, $sql); $row = mysqli_fetch_assoc($result); //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量 if ($row['store'] > 0) { sleep(1); //step4 更新商品库存数量（减去下单数量） $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "更新成功"; //step5 生成订单号创建订单 $oid = build_order_no(); create_order($oid, $product_id, $buy_num); insertLog('库存减少成功，下单成功'); mysqli_query($con, "COMMIT");//事务提交即解锁 } else { echo "更新失败"; insertLog('库存减少失败'); mysqli_query($con, "ROLLBACK");//事务回滚即解锁 } } else { //商品已经抢购完 echo "没有库存"; insertLog('库存不够'); mysqli_query($con, "ROLLBACK");//事务回滚即解锁 } function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } } /** * 生成唯一订单号 */ function build_order_no() { return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT); } function create_order($oid, $product_id, $number) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')"; mysqli_query($con, $sql); } /** * 记录日志 */ function insertLog($content) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')"; mysqli_query($con, $sql); }

使用非阻塞的文件排他锁

在处理下单请求的时候，用 flock 锁定一个文件，如果锁定失败说明有其他订单正在处理，此时要么等待要么直接提示用户” 服务器繁忙”，计数器存储抢购的商品数量，避免查询数据库。

阻塞 (等待) 模式：并发时，当有第二个用户请求时，会等待第一个用户请求完成、释放锁，获得文件锁之后，程序才会继续运行下去。

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<?php db(); global $con; //step1 接收下单参数 $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 $fp = fopen('lock.txt', 'w'); if (flock($fp, LOCK_EX)) { //文件独占锁,阻塞 //step2 查询商品信息 $sql = "select * from products where id={$product_id}"; $result = mysqli_query($con, $sql); $row = mysqli_fetch_assoc($result); //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量 if ($row['store'] > 0) { //处理订单 sleep(1); //step4 更新商品库存数量（减去下单数量） $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "更新成功"; //step5 生成订单号创建订单 $oid = build_order_no(); create_order($oid, $product_id, $buy_num); insertLog('库存减少成功，下单成功'); } else { echo "更新失败"; insertLog('库存减少失败'); } } else { //商品已经抢购完 echo "没有库存"; insertLog('库存不够'); } flock($fp, LOCK_UN); //释放锁 } fclose($fp); function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } } /** * 生成唯一订单号 */ function build_order_no() { return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT); } function create_order($oid, $product_id, $number) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')"; mysqli_query($con, $sql); } /** * 记录日志 */ function insertLog($content) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')"; mysqli_query($con, $sql); }

非阻塞模式：并发时，第一个用户请求，拿得文件锁之后。后面请求的用户直接返回系统繁忙，请稍后再试

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<?php db(); global $con; //step1 接收下单参数 $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 $fp = fopen('lock.txt', 'w'); if (flock($fp, LOCK_EX|LOCK_NB)) { //文件独占锁,非阻塞 //step2 查询商品信息 $sql = "select * from products where id={$product_id}"; $result = mysqli_query($con, $sql); $row = mysqli_fetch_assoc($result); //step3 判断商品下单数量是否大于商品库存数量 if ($row['store'] > 0) { //处理订单 sleep(1); //step4 更新商品库存数量（减去下单数量） $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "更新成功"; //step5 生成订单号创建订单 $oid = build_order_no(); create_order($oid, $product_id, $buy_num); insertLog('库存减少成功，下单成功'); } else { echo "更新失败"; insertLog('库存减少失败'); } } else { //商品已经抢购完 echo "没有库存"; insertLog('库存不够'); } flock($fp, LOCK_UN); //释放锁 } else { //系统繁忙，请稍后再试 echo "系统繁忙，请稍后再试"; insertLog('系统繁忙，请稍后再试'); } fclose($fp); function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } } /** * 生成唯一订单号 */ function build_order_no() { return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT); } function create_order($oid, $product_id, $number) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')"; mysqli_query($con, $sql); } /** * 记录日志 */ function insertLog($content) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')"; mysqli_query($con, $sql); }

使用 redis 队列

因为 pop 操作是原子的，即使有很多用户同时到达，也是依次执行，推荐使用
mysql 事务在高并发下性能下降很厉害，文件锁的方式也是

1.先将商品库存到 redis 队列

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<?php db(); global $con; // 查询商品信息 $product_id = 1; $sql = "select * from products where id={$product_id}"; $result = mysqli_query($con, $sql); $row = mysqli_fetch_assoc($result); $store = $row['store']; // 获取商品在redis缓存的库存 $redis = new Redis(); $result = $redis->connect('127.0.0.1', 6379); $key = 'goods_store_' . $product_id; $res = $redis->llen($key); $count = $store - $res; for ($i=0; $i<$count; $i ) { $redis->lpush($key, 1); } echo $redis->llen($key); function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } }

抢购、秒杀逻辑

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<?php db(); global $con; //step1 接收下单参数 $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 //step2 下单前判断redis队列库存量 $redis = new Redis(); $result = $redis->connect('127.0.0.1',6379); $count = $redis->lpop('goods_store_' . $product_id); if (!$count) { insertLog('error:no store redis'); return '秒杀结束，没有商品库存了'; } sleep(1); //step3 更新商品库存数量（减去下单数量） $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "更新成功"; //step4 生成订单号创建订单 $oid = build_order_no(); create_order($oid, $product_id, $buy_num); insertLog('库存减少成功，下单成功'); } else { echo "更新失败"; insertLog('库存减少失败'); } function db() { global $con; $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } } /** * 生成唯一订单号 */ function build_order_no() { return date('Ymd') . str_pad(mt_rand(1, 99999), 5, '0', STR_PAD_LEFT); } function create_order($oid, $product_id, $number) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order` (oid, product_id, number) values('$oid', '$product_id', '$number')"; mysqli_query($con, $sql); } /** * 记录日志 */ function insertLog($content) { global $con; $sql = "INSERT INTO `order_log` (content) values('$content')"; mysqli_query($con, $sql); }

redis 乐观锁防止超卖

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<?php $redis =new Redis(); $redis->connect("127.0.0.1", 6379); $redis->watch('sales');//乐观锁监视作用 set() 初始值0 $sales = $redis->get('sales'); $n = 20;// 库存 if ($sales >= $n) { exit('秒杀结束'); } //redis开启事务 $redis->multi(); $redis->incr('sales'); //将 key 中储存的数字值增一 ,如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，然后再执行 INCR 操作。 $res = $redis->exec(); //成功1 失败0 if ($res) { //秒杀成功 $con = new mysqli('localhost','root','root','test'); if (!$con) { echo "数据库连接失败"; } $product_id = 1;// 商品ID $buy_num = 1;// 购买数量 sleep(1); $sql = "update products set store=store-{$buy_num} where id={$product_id}"; if (mysqli_query($con, $sql)) { echo "秒杀完成"; } } else { exit('抢购失败'); }

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