Redis高并发情况下并发扣减库存项目实战

项目背景

很多电商平台在购物高峰期会面临商品库存不足的问题，而库存紧张问题不但要求电商平台提高库存的数量，也要求电商平台优化库存的流程，实现高效扣减库存。

本项目利用Redis实现库存扣减，具体做法是：每次库存变动可以作为一个事务放到Redis的事务队列中，通过WATCH命令加锁机制，避免并发扣减库存冲突。

项目实现过程

1. Redis数据结构设计

在Redis中，我们需要将商品库存使用字符串类型的值存储。实际编码过程中，可以通过lua脚本对库存进行扣减。同时，我们也需要利用队列记录每次变动的库存值。

local current = tonumber(redis.call('Get', KEYS[1]))
local rest = current - tonumber(ARGV[1])
if rest >= 0 then 
    redis.call('SET', KEYS[1], rest)
    redis.call('RPUSH', KEYS[2], ARGV[1])
    return rest
else 
    return -1
end

1. 加锁机制

在本项目中，我们需要通过加锁避免并发扣减库存冲突的问题。实现方法是使用Redis的WATCH命令。

WATCH命令可以将对多个键的操作转化为一个事务，这样在事务执行的时候，如果有其他操作修改了这些键的值，事务就会执行失败。从而保证了某些操作的原子性。

比如我们可以使用以下代码实现加锁：

local lock_name = KEYS[1]..'_lock'
redis.call('SET', lock_name, 1, 'PX', lock_timeout)

1. 释放锁

在本项目中，我们需要及时释放加锁，避免产生死锁的问题。实现方法是通过Redis的DEL命令实现。

比如我们可以使用以下代码实现释放锁：

if redis.call("DEL", lock_name) == 1 then 
    return true 
else 
    return false 
end

项目示例

示例1

场景：用户同时购买2个商品，但是该商品只剩下1个库存。

流程：

1. 用户A购买该商品，此时库存为1。
2. 用户B购买该商品，此时库存仍为1，并发请求加锁。
3. 用户B购买尝试扣减该商品库存，但是发现扣减结果为负数，返回失败。
4. 用户A购买尝试扣减该商品库存，扣减成功，库存为0，同时将减少库存数量的操作添加到Redis队列中。

示例2

场景：用户2次购买同一件商品，但商品库存只剩下1件。

流程：

1. 用户A购买该商品，此时库存为1。
2. 用户A再一次购买该商品，请求加锁。
3. 用户A购买尝试扣减该商品库存，但是发现扣减结果为负数，返回失败。

其他注意事项

在实现高并发扣减库存的过程中，需要注意以下事项：

1. 库存紧张时尽量让用户先支付，再进行库存扣减操作。
2. 加锁操作的过期时间需要考虑网络延迟对锁的影响。
3. 在实际应用中，需要对Redis的性能进行充分测试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。