高併發-【搶紅包案例】之一:SSM環境搭建及復現紅包超發問題
概述
電商的秒殺、搶購,春運搶票,微信QQ搶紅包,從技術的角度來說,這對於Web 系統是一個很大的考驗. 高併發場景下,系統的優化和穩定是至關重要的.
網際網路的開發包括 Java 後臺、 NoSQL、資料庫、限流、CDN、負載均衡等內容, 目前並沒有權威性的技術和設計,有的只是長期經驗的總結,但是使用這些經驗可以有效優化系統,提高系統的併發能力.
我們接下來的幾篇博文主要討論 Java 後臺、 NoSQL ( Redis )和資料庫部分技術.
搶紅包案例
主要分以下幾大部分:
- 環境搭建
- 模擬超量傳送的場景-DataBase(MySql5.7)
- 悲觀鎖的實現版本-DataBase(MySql5.7)
- 樂觀鎖的實現版本-DataBase(MySql5.7)
- Redis實現搶紅包
案例關注點
模擬 20 萬元的紅包,共分為 2 萬個可搶的小紅包,有 3 萬人同時搶奪的場景 ,模擬出現超發和如何保證資料一致性的問題。
在高併發的場景下,除了資料的一致性外,還要關注效能的問題 , 因為一般而言 , 時間太長使用者體驗就會很差,所以要測試資料一致性和系統的效能 。
工程結構
庫表設計
MySql5.7
/*==============================================================*/
/* Table: 紅包表 */
/*==============================================================*/
create table T_RED_PACKET
(
id int(12) not null auto_increment COMMENT '紅包編號',
user_id int(12) not null COMMENT '發紅包的使用者id',
amount decimal (16,2) not null COMMENT '紅包金額',
send_date timestamp not null DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '發紅包日期',
total int(12) not null COMMENT '紅包總數',
unit_amount decimal(12) not null COMMENT '單個紅包的金額',
stock int(12) not null COMMENT '紅包剩餘個數',
version int(12) default 0 not null COMMENT '版本(為後續擴充套件用)',
note varchar(256) null COMMENT '備註',,
primary key clustered (id)
);
紅包表表示存放紅包的是一個大紅包的資訊,它會分為若干個小紅包,為了業務簡單,假設每一個紅包是等額的。而對於搶紅包而言,就是從大紅包中搶奪那些剩餘的小紅包,剩餘紅包數會被記錄在紅包表中。 兩個表有外來鍵關聯 T_RED_PACKET.id = T_USER_RED_PACKET.red_packet_id
/*==============================================================*/
/* Table: 使用者搶紅包表 */
/*==============================================================*/
create table T_USER_RED_PACKET
(
id int(12) not null auto_increment COMMENT '使用者搶到的紅包id',
red_packet_id int(12) not null COMMENT '紅包id',
user_id int(12) not null COMMENT '搶紅包使用者的id',
amount decimal(16,2) not null COMMENT '搶到的紅包金額',
grab_time timestamp not null DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '搶紅包時間',
note varchar(256) null COMMENT '備註',
primary key clustered (id)
);
/**
* 插入一個20萬元金額,2萬個小紅包,每個10元的紅包資料
*/
insert into T_RED_PACKET(user_id, amount, send_date, total, unit_amount, stock, note)
values(1, 200000.00, now(), 20000, 10.00, 20000,'20萬元金額,2萬個小紅包,每個10元');
commit;
這樣就建好了兩個表,並且將一個 20 萬元金額,2 萬個小紅包,每個 10 元的紅包資訊插入到了紅包表中,用作模擬資料。
Domain
有了這兩個表,我們就可以為這兩個表建兩個 POJO 了,讓這兩個表和 POJO 對應起來,這兩個 POJO 為 RedPacket 和 UserRedPacket,實現類序列化介面。
紅包資訊
package com.artisan.redpacket.pojo;
import java.io.Serializable;
import java.sql.Timestamp;
/**
*
*
* @ClassName: RedPacket
*
* @Description: 紅包表對應的實體類,可序列化
*
* @author: Mr.Yang
*
* @date: 2018年10月8日 下午3:42:58
*/
public class RedPacket implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 9036484563091364939L;
// 紅包編號
private Long id;
// 發紅包的使用者id
private Long userId;
// 紅包金額
private Double amount;
// 發紅包日期
private Timestamp sendDate;
// 紅包總數
private Integer total;
// 單個紅包的金額
private Double unitAmount;
// 紅包剩餘個數
private Integer stock;
// 版本(為後續擴充套件用)
private Integer version;
// 備註
private String note;
// 省略set/get
}
搶紅包資訊
package com.artisan.redpacket.pojo;
import java.io.Serializable;
import java.sql.Timestamp;
/**
*
*
* @ClassName: UserRedPacket
*
* @Description: 使用者搶紅包表
*
* @author: Mr.Yang
*
* @date: 2018年10月8日 下午3:47:40
*/
public class UserRedPacket implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 7049215937937620886L;
// 使用者紅包id
private Long id;
// 紅包id
private Long redPacketId;
// 搶紅包的使用者的id
private Long userId;
// 搶紅包金額
private Double amount;
// 搶紅包時間
private Timestamp grabTime;
// 備註
private String note;
// 省略set/get
}
Dao層實現
MyBatis Dao介面類及對應的Mapper檔案
使用 MyBatis 開發,先來完成大紅包資訊的查詢先來定義一個 DAO 物件
package com.artisan.redpacket.dao;
import org.springframework.stereotype.Repository;
import com.artisan.redpacket.pojo.RedPacket;
@Repository
public interface RedPacketDao {
/**
* 獲取紅包資訊.
* @param id --紅包id
* @return 紅包具體資訊
*/
public RedPacket getRedPacket(Long id);
/**
* 扣減搶紅包數.
* @param id -- 紅包id
* @return 更新記錄條數
*/
public int decreaseRedPacket(Long id);
}
其中的兩個方法 , 一個是查詢紅包,另一個是扣減紅包庫存。
搶紅包的邏輯是,先查詢紅包的資訊,看其是否擁有存量可以扣減。如果有存量,那麼可以扣減它,否則就不扣減。
接著將對應的Mapper對映檔案編寫一下
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.artisan.redpacket.dao.RedPacketDao">
<!-- 查詢紅包具體資訊 -->
<select id="getRedPacket" parameterType="long"
resultType="com.artisan.redpacket.pojo.RedPacket">
select id, user_id as userId, amount, send_date as
sendDate, total,
unit_amount as unitAmount, stock, version, note from
T_RED_PACKET
where id = #{id}
</select>
<!-- 扣減搶紅包庫存 -->
<update id="decreaseRedPacket">
update T_RED_PACKET set stock = stock - 1 where id =
#{id}
</update>
</mapper>
這裡getRedPacket並沒有加鎖這類動作,目的是為了演示超發紅包的情況.
然後是搶紅包的設計了 ,先來定義插入搶紅包的 DAO ,緊接著是Mapper對映檔案
package com.artisan.redpacket.dao;
import org.springframework.stereotype.Repository;
import com.artisan.redpacket.pojo.UserRedPacket;
@Repository
public interface UserRedPacketDao {
/**
* 插入搶紅包資訊.
* @param userRedPacket ——搶紅包資訊
* @return 影響記錄數.
*/
public int grapRedPacket(UserRedPacket userRedPacket);
}
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper
PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.artisan.redpacket.dao.UserRedPacketDao">
<!-- 插入搶紅包資訊 -->
<insert id="grapRedPacket" useGeneratedKeys="true"
keyProperty="id" parameterType="com.artisan.redpacket.pojo.UserRedPacket">
insert into T_USER_RED_PACKET( red_packet_id, user_id, amount, grab_time, note)
values (#{redPacketId}, #{userId}, #{amount}, now(), #{note})
</insert>
</mapper>
這裡使用了 useGeneratedKeys 和 keyProperty,這就意味著會返回資料庫生成的主鍵資訊,這樣就可以拿到插入記錄的主鍵了 , 關於 DAO 層就基本完成了。別忘了單元測試!!!
Service層實現
接下來定義兩個 Service 層介面,分別是 UserRedPacketService和RedPacketService
package com.artisan.redpacket.service;
import com.artisan.redpacket.pojo.RedPacket;
public interface RedPacketService {
/**
* 獲取紅包
* @param id ——編號
* @return 紅包資訊
*/
public RedPacket getRedPacket(Long id);
/**
* 扣減紅包
* @param id——編號
* @return 影響條數.
*/
public int decreaseRedPacket(Long id);
}
package com.artisan.redpacket.service;
public interface UserRedPacketService {
/**
* 儲存搶紅包資訊.
* @param redPacketId 紅包編號
* @param userId 搶紅包使用者編號
* @return 影響記錄數.
*/
public int grapRedPacket(Long redPacketId, Long userId);
}
實現類如下:
package com.artisan.redpacket.service.impl;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Isolation;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import com.artisan.redpacket.dao.RedPacketDao;
import com.artisan.redpacket.pojo.RedPacket;
import com.artisan.redpacket.service.RedPacketService;
@Service
public class RedPacketServiceImpl implements RedPacketService {
@Autowired
private RedPacketDao redPacketDao;
@Override
@Transactional(isolation=Isolation.READ_COMMITTED, propagation = Propagation.REQUIRED)
public RedPacket getRedPacket(Long id) {
return redPacketDao.getRedPacket(id);
}
@Override
@Transactional(isolation=Isolation.READ_COMMITTED, propagation = Propagation.REQUIRED)
public int decreaseRedPacket(Long id) {
return redPacketDao.decreaseRedPacket(id);
}
}
配置了事務註解@Transactional , 讓程式能夠在事務中執行,以保證資料的一致性 , 這裡採用的是讀/寫提交的隔離級別 , 之所以不採用更高的級別, 主要是提高資料庫的併發能力,而對於傳播行為則採用 Propagation.REQUIRED,這樣呼叫這個方法的時候,如果沒有事務則會建立事務, 如果有事務則沿用當前事務。
實現 UserRedPacketService 介面的方法 grapRedPacket,它是核心的介面方法
package com.artisan.redpacket.service.impl;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Isolation;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import com.artisan.redpacket.dao.RedPacketDao;
import com.artisan.redpacket.dao.UserRedPacketDao;
import com.artisan.redpacket.pojo.RedPacket;
import com.artisan.redpacket.pojo.UserRedPacket;
import com.artisan.redpacket.service.UserRedPacketService;
@Service
public class UserRedPacketServiceImpl implements UserRedPacketService {
// private Logger logger =
// LoggerFactory.getLogger(UserRedPacketServiceImpl.class);
@Autowired
private UserRedPacketDao userRedPacketDao;
@Autowired
private RedPacketDao redPacketDao;
// 失敗
private static final int FAILED = 0;
@Override
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED, propagation = Propagation.REQUIRED)
public int grapRedPacket(Long redPacketId, Long userId) {
// 獲取紅包資訊
RedPacket redPacket = redPacketDao.getRedPacket(redPacketId);
int leftRedPacket = redPacket.getStock();
// 當前小紅包庫存大於0
if (leftRedPacket > 0) {
redPacketDao.decreaseRedPacket(redPacketId);
// logger.info("剩餘Stock數量:{}", leftRedPacket);
// 生成搶紅包資訊
UserRedPacket userRedPacket = new UserRedPacket();
userRedPacket.setRedPacketId(redPacketId);
userRedPacket.setUserId(userId);
userRedPacket.setAmount(redPacket.getUnitAmount());
userRedPacket.setNote("redpacket- " + redPacketId);
// 插入搶紅包資訊
int result = userRedPacketDao.grapRedPacket(userRedPacket);
return result;
}
// logger.info("沒有紅包啦.....剩餘Stock數量:{}", leftRedPacket);
// 失敗返回
return FAILED;
}
}
grapRedPacket 方法的邏輯是首先獲取紅包資訊,如果發現紅包庫存大於 0,則說明還有紅包可搶,搶奪紅包並生成搶紅包的資訊將其儲存到資料庫中。要注意的是,資料庫事務方面的設定,程式碼中使用註解@Transactional , 說明它會在一個事務中執行,這樣就能夠保證所有的操作都是在一個事務中完成的。在高併發中會發生超發的現象,後面會看到超發的實際測試。
使用全註解搭建SSM 開發環境
我們這裡將使用註解的方式來完成 SSM 開發的環境,可以通過繼承 AbstractAnnotationConfigDispatcherServletlnitfal izer 去配置其他內 容,因此首先來配置 WebApplnitialize
package com.artisan.redpacket.config;
import javax.servlet.MultipartConfigElement;
import javax.servlet.ServletRegistration.Dynamic;
import org.springframework.web.servlet.support.AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer;
public class WebAppInitializer extends AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer {
// Spring IoC環境配置
@Override
protected Class<?>[] getRootConfigClasses() {
// 配置Spring IoC資源
return new Class<?>[] { RootConfig.class };
}
// DispatcherServlet環境配置
@Override
protected Class<?>[] getServletConfigClasses() {
// 載入Java配置類
return new Class<?>[] { WebConfig.class };
}
// DispatchServlet攔截請求配置
@Override
protected String[] getServletMappings() {
return new String[] { "*.do" };
}
/**
* @param dynamic
* Servlet上傳檔案配置.
*/
@Override
protected void customizeRegistration(Dynamic dynamic) {
// 配置上傳檔案路徑
String filepath = "D:/";
// 5MB
Long singleMax = (long) (5 * Math.pow(2, 20));
// 10MB
Long totalMax = (long) (10 * Math.pow(2, 20));
// 設定上傳檔案配置
dynamic.setMultipartConfig(new MultipartConfigElement(filepath, singleMax, totalMax, 0));
}
}
WebAppInitializer繼承了 AbstractAnnotationConfigDispatcherServletlnitializer, 重寫了 3 個抽象方法 , 並且覆蓋了父類的 customizeRegistration 方法 , 作為上傳檔案的配置。
- getRootConfigClasses 是一個配置 Spring IoC 容器的上下文配置 , 此配置在程式碼中將會由類 RootConfig 完成
- getServletConfigClasses 配置 DispatcherServlet 上下文配置,將會由WebConfig完成
- getServletMappings 配置 DispatcherServlet 攔截 內 容 , 這裡設定的是攔截所有以 .do 結尾的請求
通過這 3 個方法就可以配置 Web 工程中 的 Spring IoC 資源和 DispatcherServlet 的配置內容 , 首先是配置 Spring IoC 容器,配置類 RootConfig
package com.artisan.redpacket.config;
import java.util.Properties;
import javax.sql.DataSource;
import org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSourceFactory;
import org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean;
import org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan.Filter;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.FilterType;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.stereotype.Repository;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;
import org.springframework.transaction.annotation.TransactionManagementConfigurer;
@Configuration
//定義Spring 掃描的包
@ComponentScan(value= "com.*", includeFilters= {@Filter(type = FilterType.ANNOTATION, value ={Service.class})})
//使用事務驅動管理器
@EnableTransactionManagement
//實現介面TransactionManagementConfigurer,這樣可以配置註解驅動事務
public class RootConfig implements TransactionManagementConfigurer {
private DataSource dataSource = null;
/**
* 配置資料庫.
* @return 資料連線池
*/
@Bean(name = "dataSource")
public DataSource initDataSource() {
if (dataSource != null) {
return dataSource;
}
try {
Properties props = new Properties();
props.load(RootConfig.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties"));
props.setProperty("driverClassName", props.getProperty("jdbc.driver"));
props.setProperty("url", props.getProperty("jdbc.url"));
props.setProperty("username", props.getProperty("jdbc.username"));
props.setProperty("password", props.getProperty("jdbc.password"));
dataSource = BasicDataSourceFactory.createDataSource(props);
} catch (
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文章目錄
概述
搶紅包案例
案例關注點
工程結構
庫表設計
Domain
Dao層實現
Service層實現
使用全註解搭建SSM 開發環境
Controller層
View層
執行測試
超量傳送的BUG驗證
超發問題解決思路
概述
電商的秒殺、搶購,春運搶票,微信QQ搶
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導讀
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搭建開發環境
參考文件
本機開發環境
windows7 64bit
搭建步驟
下載node
node包括javascript的執行環境和npm;
下載地址:https://nodejs.org/zh-cn/download/
安裝好後,檢測
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第一步:多方向人群擴散。通過興趣偏好、品類偏好、競品受眾、搜尋人群、流失人群、lookalike人群 六個方