spring-boot+mysql+Redis+rabbitMQ队列+多线程模拟并发-实现请求并发下的商城秒杀系统

2022-07-15 13:17:15

写在前面：

   这几天无聊看了一下rabbitMQ队列，想着结合Redis的递减功能做一个商城秒杀系统（支持并发）。自己弄了一天半的时间总算差不多懂了（ps：只是运行过程和逻辑，至于rabbitMQ的原理还没怎么深入研究，以后有时间在看吧），现在把我的逻辑和代码分享出来，供各位瞅瞅。如果哪里有问题或不对的地方还请各位大佬在下方不吝赐教。废话不说进入主题，还是从下面的一张图开始吧（画的不咋地，各位将就看下吧）~~~

    因我最近工作有点忙，可能会顾不到给大家发邮箱了，所以给大家个地址，自己去下载吧！源码下载

首先，在使用rabbitMQ之前需要先在本地安装，因为rabbit是基于Erlang的，所以需要先下载安装Erlang，具体的步骤请点击这个链接：https://www.cnblogs.com/ericli-ericli/p/5902270.html

笔者就是按照这个步骤安装的，所以一步步来肯定没问题，需要注意的是安装成功后记得给账号分配权限，我就是因为没注意权限才导致好长时间项目不能启动，看我下面的截图注意红框中的信息，这是分配后的，如果为分配读写权限会是另一种黄色的背景颜色。

好了，进入项目阶段，因为我的项目是基于spring-boot做的，所以只需要在pom文件加个jar就行，，，在下图

然后是项目的application配置文件加入rabbitMQ的连接信息，在下图，很好理解我就不多说了，填入自己rabbit安装成功后设置的账号信息就行。

因为rabbitMQ队列的模式有好几个，当前使用的为Direct模式，此模式类似于一对一的关系（放入队列的时候指定队列名称，消费当前队列消息时，使用@RabbitListener注解指定获取某个名称的队列）。

具体的实现主要为三个步骤：

1.定义一个任意名称的队列，注意类及方法上的注解

package com.rabbitmq.config;

import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RabbitMQConfig {

	static final String QUEUE = "product_secondsKill";
	
	/**
	 * Direct模式
	 * @return
	 */
	@Bean
	public Queue directQueue() {
		// 第一个参数是队列名字， 第二个参数是指是否持久化
		return new Queue(QUEUE, true);
	}
}

2.消息入队方法，我是在service层调用的，具体怎么使用你就爱谁谁吧

package com.rabbitmq.config;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.amqp.AmqpException;
import org.springframework.amqp.core.AmqpTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Sender {

	private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(Sender.class);
	
	@Autowired
	AmqpTemplate amqpTemplate;

        int i = 0;
	
	/**
	 * 消息入队-在需要的时候调用即可
	 * @param msg此为商品的id，根据此id在消费消息时验证Redis中商品的库存是否充足
	 */
	public void sendDirectQueue(String msg) {
		log.info(">>>>>>>>>>>>>>秒杀请求已发送，商品ID为："+msg);
		try {
			//第一个参数是指要发送到哪个队列里面， 第二个参数是指要发送的内容
			amqpTemplate.convertAndSend(RabbitMQConfig.QUEUE, msg);
			//此处为了记录并发请求下，请求的次数及消息传递的次数
			log.info("发送请求>>>>>>>>>>>>>"+i++);
		} catch (AmqpException e) {
			log.error("请求发送异常："+e.getMessage());
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

3.消息出列（消费消息）的方法，相关逻辑再次执行

package com.rabbitmq.config;

import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

import com.business.dao.product.ProductMapper;
import com.enums.ErrorCodeEnum;
import com.excetion.ServerBizException;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.util.redis.RedisStringUtils;

@Component
public class Receiver {

	private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(Receiver.class);
	
	@Autowired
	RedisStringUtils redisStringUtils;
	
	@Autowired
	ProductMapper productMapper;

        int i = 0;
	
	/**
	 * 消息出列（消费消息）方法-和消息入列没有直接的调用关系
	 * 是通过注解中指定的名称进行的关联
	 * @param msg-传递进来的数据
	 * @param channel-注意，注意，注意这两个参数
	 * @param message-注意，注意，注意这两个参数
	 * @throws IOException
	 */
	@RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.QUEUE)
	public void receiverDirectQueue(String msg,Channel channel, Message message) throws IOException{
		log.info(">>>>>>>>>>>>>>>>>接收到秒杀请求，商品ID为："+msg+"检查Redis中库存是否为0");
		try {
			long num = redisStringUtils.decr(msg);
			if(num < 0) {
				/**
				 * 此处不能判断等于0，因为当商品库存为1时，Redis执行递减返回为0
				 * 如果判断为0商品最后不能卖完也就是当库存为1时此处就抛异常了
				 */
				throw new ServerBizException(ErrorCodeEnum.PRODUCT_INVENTORY_IS_NULL);
			}
			log.info("接收时>>>>>>>>>>>"+i++);
			Map map = new HashMap<>();
			map.put("id", msg);
			map.put("Quantity", num);
			//根据商品的id和库存同步数据到MySQL
			if(productMapper.updateQuantityByPid(map) == 0) {
				throw new ServerBizException("同步到商品表异常！");
			}
		} catch (Exception e) {
			channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false);
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

值得注意的是上面代码方法上需要注意的两个参数，笔者就是因为一开始不懂没有做这些逻辑导致此处出现错误，错误为：当此方法出现异常（比如：并发进来两个秒杀请求而库存中只有一件商品时，判断Redis中库存会进入死循环，一直抛出异常信息直到停止项目），解决为捕获异常并且在catch下面加入此代码，此处的作用请看下图

此段代码的作用为：当消费消息出现异常时，我们需要取消确认，这时我们可以使用 Channel 的 basicReject 方法。其中第一个参数为指定 delivery tag，第二个参数说明如何处理这个失败消息：true为将该消息重新放入队列头，false为忽略该消息。

好了，以上就是全部的实现流程，接下来介绍一下我项目中的全部实现：

1.我使用了spring的监听器ApplicationListener，当项目初始化完成的时候自动扫描数据库中的商品信息，商品ID为key，库存为value，如果还需要其他限制逻辑（比如：秒杀的开始，结束时间和支持秒杀的某个时间段）自己去实现就行，我这里没做其他逻辑。下面为具体代码

package com.rabbitmq;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationListener;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.context.event.ContextRefreshedEvent;
import org.springframework.stereotype.Service;

import com.business.dao.product.ProductMapper;
import com.business.model.product.Product;
import com.util.redis.RedisStringUtils;
@Service
@Scope("singleton")
public class ApplicationInitListener implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>{

	private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ApplicationInitListener.class);
	
	@Autowired
	ProductMapper productMapper;
	
	@Autowired
	RedisStringUtils redisStringUtils;
	
	@Override
	public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
		if(event.getApplicationContext().getParent() == null) {
			logger.info(">>>>>>>>>>>>项目初始化完成，执行监听器中逻辑");
			//mapper中的sql，返回全部上架（支持秒杀）的商品集合
			List<Product> list = productMapper.selectTimerTask();
			Iterator<Product> it = list.iterator();
			while(it.hasNext()) {
				Product p = it.next();
				logger.info("商品ID："+p.getId()+"商品库存："+p.getpQuantity());
				try {
					redisStringUtils.set(String.valueOf(p.getId()), String.valueOf(p.getpQuantity()));
				} catch (Exception e) {
					logger.error("当前商品ID："+p.getId()+"库存："+p.getpQuantity()+"放入Redis缓存异常<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

}

上边代码很简洁也有相关的注释，所以不再废话，下面就贴一下从请求进入到返回的全部逻辑，先来controller的代码，方法中只是调用了service中的方法，不多说

        /**
	 * 秒杀入口
	 * @param response
	 * @param Pid-商品id，做检查库存使用
	 * @param Uid-用户id，做订单和用户关联使用（比如生成成功秒杀商品的用户订单表）
	 * 			     我这里没做多余的逻辑，只看了相关情况的返回结果，有需要的可以自己去实现
	 */
	@RequestMapping(value = "secondsKill", method = RequestMethod.POST)
	public void secondsKill(HttpServletResponse response, String Pid, Integer Uid) {
		try {
			//模拟发送100次请求，库存设置为少于100查看结果，此100次请求为顺序请求（未并发）
			//for(int i=0; i<100; i++) {
				boolean result = productService.secondsKill(Pid, String.valueOf(Uid));
				if(result) {
					ResponseUtil.renderSuccessJson(response, "success", result);
				}
			//}
		} catch (ServerBizException e) {
			ResponseUtil.renderFailJson(response, e.getErrCode());
			e.printStackTrace();
		}
	}

接下来是service的方法，其实逻辑也很简单，看注释吧。

        /**
	 * 商品秒杀
	 * @param Pid
	 * @param Uid
	 * @return
	 * @throws ServerBizException
	 */
        int i = 0;
	public boolean secondsKill(String Pid, String Uid) throws ServerBizException {
		boolean result = true;
			//根据商品id获取Redis中的库存数量
			String num = redisStringUtils.get(Pid).toString();
			System.out.println("redis>>>>>>>>>>"+num);
			if(new Long(num) <= 0) {
				result = false;
				throw new ServerBizException(ErrorCodeEnum.PRODUCT_INVENTORY_IS_NULL);
			}
			//消息入队，调用相关方法
			sender.sendDirectQueue(Pid);
			//只为验证请求及发送消息次数
			System.out.println("service>>>>>>>>>>"+i++);
			return result;
	}

，好了暂时就这么多吧，还有一个模拟多线程请求的方法，在下边

public static void main(String[] args) {
		// 运用java工具类中线程池
		ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
		for (int i = 0; i < 5; i++) { // 开启五个线程
			String url = "http://localhost:8080/product/secondsKill";
			Map<String, Object> paramStr = getHttpParamStr();
			pool.execute(new ServiceThreadTest(url, paramStr));
		}
	}

	public static Map<String, Object> getHttpParamStr() {
		Map<String, Object> param = new HashMap<String, Object>();
		param.put("Pid", "1");
		param.put("Uid", "10");
		return param;
	}

下面咱们测试一下，首先在商品表中设置库存，我先设置10个吧。

 然后我们启动项目，看有没有执行监听器中的逻辑，自动把商品库存放入Redis

项目启动完成，我们往上翻看下控制台信息

可以看到，相关的信息已经输出的控制台了，下面我们运行下多线程测试类中的main方法，在看下，由于我这个项目做了非ajax请求的验证，所以我们需要在全局拦截器中加入秒杀请求的地址到白名单，下面图为设置白名单和运行main方法测试的结果

，接下来我们运行一下测试的main方法，看下图

那么我们看下数据库中的库存是否 正常呢，

因为我开启了5个线程模拟并发，所以也就是并行发起了5次秒杀请求，下面是数据库中的信息

OK，库存正常。并且接口正常返回了信息

现在库存还有5个，那么我们使用7个线程同时秒杀会怎样呢，前五个请求应该是成功的，但是后两个会不会也成功呢，如果也成功就证明我们这个验证逻辑有问题了，我们来试一下吧。

这次我们开启7个线程

接着看一下数据库中的库存是否为0了

OK，也没问题，那看一下请求的返回信息是啥呢？

可以看到7次都成功的返回了，有同学会问了，不是应该前五个成功返回，后两个返回秒杀失败吗？这里就要跟各位同学解释一下了，因为这7个请求是并发的，所以在进入队列前就是一个请求，在出队时才会执行七次逻辑，咱们还是用图片说吧，好理解些，看下图

所以控制台应该是前5个请求为成功秒杀到商品，后俩个请求抛出两次异常 ，我们看一下是不是这样呢？

 OK，没问题，确实是按照这样的逻辑执行的。那么在库存为0的情况下，再次并发请求会怎么样呢？看下图

这次我还启用5个线程同时请求

这次是service层中的方法抛出了异常，是因为在入队前也做了检查库存的操作

最后我们在看下这次给我们返回了什么信息，是异常还是跟上次一样返回成功信息？

OKOKOK，这次是返回了库存不足的异常信息，好了一切正常，就先写到这里吧，已经超过下班时间了。。。

写在最后：

这次写的很着急，所有可能有点潦草，如果有哪里不是很明白的同学，欢迎在下方回复，如果有大佬看到有不对的地方也欢迎在下方批评指正。那就这样吧，人家都下班了- -！

  • 作者：、那些
  • 原文链接：https://blog.csdn.net/zhangli_wei0403/article/details/84940636
    更新时间：2022-07-15 13:17:15