asp.net通過訊息佇列處理高併發請求(以搶小米手機為例)
網站面對高併發的情況下,除了增加硬體, 優化程式提高以響應速度外,還可以通過並行改序列的思路來解決。這種思想常見的實踐方式就是資料庫鎖和訊息佇列的方式。這種方式的缺點是需要排隊,響應速度慢,優點是節省成本。
演示一下現象
建立一個在售產品表
CREATE TABLE [dbo].[product]( [id] [int] NOT NULL,--唯一主鍵 [name] [nvarchar](50) NULL,--產品名稱 [status] [int] NULL,--0未售出 1 售出 預設為0 [username] [nvarchar](50) NULL--下單使用者 )
新增一條記錄
insert into product(id,name,status,username) values(1,'小米手機',null)
建立一個搶票程式
public ContentResult PlaceOrder(string userName) { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { var product = db.product.Where<product>(p => p.status== 0).FirstOrDefault(); if (product.status == 1) { return Content("失敗,產品已經被賣光"); } else { //模擬資料庫慢造成併發問題 Thread.Sleep(5000); product.status = 1; product.username= userName; db.SaveChanges(); return Content("成功購買"); } } }
如果我們在5秒內一次訪問以下兩個地址,那麼返回的結果都是成功購買且資料表中的username是lisi。
/controller/PlaceOrder?username=zhangsan
/controller/PlaceOrder?username=lisi
這就是併發帶來的問題。
第一階段,利用執行緒鎖簡單粗暴
Web程式是多執行緒的,那我們把他在容易出現併發的地方加一把鎖就可以了,如下圖處理方式。
private static object _lock = new object(); public ContentResult PlaceOrder(string userName) { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { lock (_lock) { var product = db.product.Where<product>(p => p.status == 0).FirstOrDefault(); if (product.status == 1) { return Content("失敗,產品已經被賣光"); } else { //模擬資料庫慢造成併發問題 Thread.Sleep(5000); product.status = 1; product.username = userName; db.SaveChanges(); return Content("成功購買"); } } } }
這樣每一個請求都是依次執行,不會出現併發問題了。
優點:解決了併發的問題。
缺點:效率太慢,使用者體驗性太差,不適合大資料量場景。
第二階段,拉訊息佇列,通過生產者,消費者的模式
1,建立訂單提交入口(生產者)
public class HomeController : Controller { /// <summary> /// 接受訂單提交(生產者) /// </summary> /// <returns></returns> public ContentResult PlaceOrderQueen(string userName) { //直接將請求寫入到訂單佇列 OrderConsumer.TicketOrders.Enqueue(userName); return Content("wait"); } /// <summary> /// 查詢訂單結果 /// </summary> /// <returns></returns> public ContentResult PlaceOrderQueenResult(string userName) { var rel = OrderConsumer.OrderResults.Where(p => p.userName == userName).FirstOrDefault(); if (rel == null) { return Content("還在排隊中"); } else { return Content(rel.Result.ToString()); } } }
2,建立訂單處理者(消費者)
/// <summary> /// 訂單的處理者(消費者) /// </summary> public class OrderConsumer { /// <summary> /// 訂票的訊息佇列 /// </summary> public static ConcurrentQueue<string> TicketOrders = new ConcurrentQueue<string>(); /// <summary> /// 訂單結果訊息佇列 /// </summary> public static List<OrderResult> OrderResults = new List<OrderResult>(); /// <summary> /// 訂單處理 /// </summary> public static void StartTicketTask() { string userName = null; while (true) { //如果沒有訂單任務就休息1秒鐘 if (!TicketOrders.TryDequeue(out userName)) { Thread.Sleep(1000); continue; } //執行真實的業務邏輯(如插入資料庫) bool rel = new TicketHelper().PlaceOrderDataBase(userName); //將執行結果寫入結果集合 OrderResults.Add(new OrderResult() { Result = rel,userName = userName }); } } }
3,建立訂單業務的實際執行者
/// <summary> /// 訂單業務的實際處理者 /// </summary> public class TicketHelper { /// <summary> /// 實際庫存標識 /// </summary> private bool hasStock = true; /// <summary> /// 執行一個訂單到資料庫 /// </summary> /// <returns></returns> public bool PlaceOrderDataBase(string userName) { //如果沒有了庫存,則直接返回false,防止頻繁讀庫 if (!hasStock) { return hasStock; } using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { var product = db.product.Where(p => p.status == 0).FirstOrDefault(); if (product == null) { hasStock = false; return false; } else { Thread.Sleep(10000);//模擬資料庫的效率比較慢,執行插入時間比較久 product.status = 1; product.username = userName; db.SaveChanges(); return true; } } } } /// <summary> /// 訂單處理結果實體 /// </summary> public class OrderResult { public string userName { get; set; } public bool Result { get; set; } }
4,在程式啟動前,啟動消費者執行緒
protected void Application_Start() { AreaRegistration.RegisterAllAreas(); GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register); FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters); RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes); BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles); //在Global的Application_Start事件裡單獨開啟一個消費者執行緒 Task.Run(OrderConsumer.StartTicketTask); }
這樣程式的執行模式是:使用者提交的需求裡都會新增到訊息佇列裡去排隊處理,程式會依次處理該佇列裡的內容(當然可以一次取出多條來進行處理,提高效率)。
優點:比上一步快了。
缺點:不夠快,而且下單後需要輪詢另外一個介面判斷是否成功。
第三階段 反轉生產者消費者的角色,把可售產品提前放到佇列裡,然後讓提交的訂單來消費佇列裡的內容
1,建立生產者並且在程式啟動前呼叫其初始化程式
public class ProductForSaleManager { /// <summary> /// 待售商品佇列 /// </summary> public static ConcurrentQueue<int> ProductsForSale = new ConcurrentQueue<int>(); /// <summary> /// 初始化待售商品佇列 /// </summary> public static void Init() { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { db.product.Where(p => p.status == 0).Select(p => p.id).ToList().ForEach(p => { ProductsForSale.Enqueue(p); }); } } } public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication { protected void Application_Start() { AreaRegistration.RegisterAllAreas(); GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register); FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters); RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes); BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles); //程式啟動前,先初始化待售產品訊息佇列 ProductForSaleManager.Init(); } }
2,建立消費者
public class OrderController : Controller { /// <summary> /// 下訂單 /// </summary> /// <param name="userName">訂單提交者</param> /// <returns></returns> public async Task<ContentResult> PlaceOrder(string userName) { if (ProductForSaleManager.ProductsForSale.TryDequeue(out int pid)) { await new TicketHelper2().PlaceOrderDataBase(userName,pid); return Content($"下單成功,對應產品id為:{pid}"); } else { await Task.CompletedTask; return Content($"商品已經被搶光"); } } }
3,當然還需要一個業務的實際執行者
/// <summary> /// 訂單業務的實際處理者 /// </summary> public class TicketHelper2 { /// <summary> /// 執行復雜的訂單操作(如資料庫) /// </summary> /// <param name="userName">下單使用者</param> /// <param name="pid">產品id</param> /// <returns></returns> public async Task PlaceOrderDataBase(string userName,int pid) { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { var product = db.product.Where(p => p.id == pid).FirstOrDefault(); if (product != null) { product.status = 1; product.username = userName; await db.SaveChangesAsync(); } } } }
這樣我們同時訪問下面三個地址,如果資料庫裡只有兩個商品的話,會有一個請求結果為:商品已經被搶光。
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=zhangsan
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=lisi
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=wangwu
這種處理方式的優點為:執行效率快,相比第二種方式不需要第二個介面來返回查詢結果。
缺點:暫時沒想到,歡迎大家補充。
說明:該方式只是個人猜想,並非實際專案經驗,大家只能作為參考,慎重用於專案。歡迎大家批評指正。
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