电商抢购高并发JAVA简单实现

假设场景如下：

库存20瓶茅台53°。

页面发起100万次请求抢购20瓶茅台，用Jmeter测试工具模拟。

要求100万次请求全部得到及时响应，抢购到或者抢购不到。

单机springboot内嵌tomcat，系统服务正常运行，不宕机。

库存不能产生超卖，数据库的库存不能出问题。

Demo设计思路：

1 限流每秒只放5个请求，其他请求直接返回：本次未抢购到。不走后续业务逻辑。

2 缓存每次用户请求茅台的剩余库存数时，查询jvm缓存中的剩余数量。

说白了，上谷歌的guava包做。maven依赖引入

<dependency><groupId>com.google.guava</groupId><artifactId>guava</artifactId><version>18.0</version>
</dependency>

mysql表设计

1 用户购买记录表

CREATE TABLE `buy_goods` (
`buyer` varchar(255) DEFAULT NULL,
`sku_name` varchar(255) DEFAULT NULL,
`buydate` datetime DEFAULT NULL,
`amout` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

2 库存信息表

CREATE TABLE `sku_stock` (
`sku_name` varchar(255) DEFAULT NULL,
`avaliable_amout` bigint(20) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

插入20瓶茅台的一条记录。

INSERT INTO `demoa`.`sku_stock` (`sku_name`, `avaliable_amout`) VALUES ('maotai', '20');

springboot程序。

BuyDao.xml

<?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.dao.IBuyDao"><!--查询单个--><insert id="insertBuyGoods">INSERT INTO buy_goods (`buyer`,`sku_name`,`buydate`,`amout`)VALUES(#{param1},#{param2},sysdate(),#{param3})</insert><select id="querySkuAmout" parameterType="java.lang.String" resultType="java.lang.Long">SELECTavaliable_amoutFROMsku_stockWHEREsku_name =#{param1}</select><update id="updateSkuAmout">update sku_stockset avaliable_amout=avaliable_amout-#{param2}where sku_name =#{param1}</update></mapper>

IBuyDao接口：

package com.dao;public interface IBuyDao {int insertBuyGoods(String buyer,String skuname,int amout);long querySkuAmout(String skuname);int updateSkuAmout(String skuname,int reduceAmount);
}

BuyDemo。Controller：

package com;import com.dao.IBuyDao;
import com.google.common.cache.CacheBuilder;
import com.google.common.cache.CacheLoader;
import com.google.common.cache.LoadingCache;
import com.google.common.util.concurrent.RateLimiter;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import javax.annotation.Resource;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;@RestController
@Slf4j
public class BuyDemo {@ResourceIBuyDao buyDao;final AtomicLong atomicLong=new AtomicLong(0);final AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(0);public static final SimpleDateFormat simpleDateFormat=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");//流控速率，每秒放行5个请求。final RateLimiter rateLimiter=RateLimiter.create(5);//guava_cache本地缓存，JVM级别缓存volatile LoadingCache<String, Long> Cache_AvaliableAmout = CacheBuilder.newBuilder()//设置cache的初始大小为10，要合理设置该值.initialCapacity(10)//设置并发数为3，即同一时间最多只能有3个线程往cache执行写入操作.concurrencyLevel(3)//设置cache中的数据在写入之后的存活时间为10秒.expireAfterWrite(10, TimeUnit.SECONDS)//构建cache实例.build(new CacheLoader<String, Long>() {@Overridepublic Long load(String skuName) throws Exception {long amout=  buyDao.querySkuAmout(skuName);log.info("查询数据库:"+skuName+"可用数量为:"+amout);return amout;}});@RequestMapping("/buygoods")@ResponseBodypublic String buygoods(String skuName) {//是否能通过流控，true表示该请求通过流控，可以请求后台业务，false表示该请求被流控，无法请求业务，直接被返回未抢购到boolean get=rateLimiter.tryAcquire();//被流控，抢购失败if(!get){return "buying maotai is too hot,wait later "+atomicLong.incrementAndGet();}try {//商品卖完了，直接返回无货。if(Cache_AvaliableAmout.get(skuName)<=0){return "no avaliable sku  "+atomicLong.incrementAndGet();}//简单的锁机制synchronized (this){//double-check防止过量超卖if(Cache_AvaliableAmout.get(skuName)<=0){return "no avaliable sku "+atomicLong.incrementAndGet();}//更新库存数量，插入购买者的购买记录。buyDao.updateSkuAmout(skuName,1);buyDao.insertBuyGoods(UUID.randomUUID().toString(),skuName,1);//刷新缓存Cache_AvaliableAmout.refresh(skuName);log.info(simpleDateFormat.format(new Date())+" buy one "+atomicInteger.incrementAndGet());}return "buy success";} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return "system error";}}
}

Jmeter测试信息:

点击运行后：

Jemter输出信息：

Jmeter一百万请求全部完成。

后续因为无货，请求不走mysql，请求秒回。

前期有货，抢购到需要走sql查询和更新，所以有点耗时，几百毫秒。

idea控制台输出信息：

2021-05-16 20:53:20.657 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-88] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:20
2021-05-16 20:53:20.680 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-88] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:19
2021-05-16 20:53:20.722 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-88] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.722 buy one 1
2021-05-16 20:53:20.753 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-130] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:18
2021-05-16 20:53:20.843 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-130] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.753 buy one 2
2021-05-16 20:53:20.861 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-66] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:17
2021-05-16 20:53:20.862 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-66] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.862 buy one 3
2021-05-16 20:53:20.882 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-41] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:16
2021-05-16 20:53:20.883 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-41] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.883 buy one 4
2021-05-16 20:53:20.899 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-102] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:15
2021-05-16 20:53:20.900 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-102] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.899 buy one 5
2021-05-16 20:53:20.922 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-65] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:14
2021-05-16 20:53:20.922 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-65] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.922 buy one 6
2021-05-16 20:53:20.941 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-181] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:13
2021-05-16 20:53:20.941 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-181] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.941 buy one 7
2021-05-16 20:53:20.961 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-97] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:12
2021-05-16 20:53:20.962 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-97] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:20.962 buy one 8
2021-05-16 20:53:21.181 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-119] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:11
2021-05-16 20:53:21.182 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-119] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.182 buy one 9
2021-05-16 20:53:21.194 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-113] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:10
2021-05-16 20:53:21.195 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-113] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.194 buy one 10
2021-05-16 20:53:21.209 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-61] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:9
2021-05-16 20:53:21.210 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-61] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.210 buy one 11
2021-05-16 20:53:21.225 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-115] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:8
2021-05-16 20:53:21.225 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-115] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.225 buy one 12
2021-05-16 20:53:21.251 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-98] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:7
2021-05-16 20:53:21.253 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-98] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.253 buy one 13
2021-05-16 20:53:21.267 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-94] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:6
2021-05-16 20:53:21.268 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-94] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.268 buy one 14
2021-05-16 20:53:21.285 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-116] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:5
2021-05-16 20:53:21.286 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-116] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.286 buy one 15
2021-05-16 20:53:21.299 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-147] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:4
2021-05-16 20:53:21.300 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-147] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.300 buy one 16
2021-05-16 20:53:21.315 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-38] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:3
2021-05-16 20:53:21.315 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-38] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.315 buy one 17
2021-05-16 20:53:21.335 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-20] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:2
2021-05-16 20:53:21.335 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-20] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.335 buy one 18
2021-05-16 20:53:21.515 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-3] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:1
2021-05-16 20:53:21.516 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-3] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.516 buy one 19
2021-05-16 20:53:21.711 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-159] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:0
2021-05-16 20:53:21.712 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-159] com.BuyDemo : 2021-05-16 20:53:21.712 buy one 20
2021-05-16 20:53:31.915 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-127] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:0
2021-05-16 20:53:42.101 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-191] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:0
2021-05-16 20:53:52.300 INFO 23664 --- [http-nio-8900-exec-117] com.BuyDemo : 查询数据库:maotai可用数量为:0

mysql表信息:

1 库存表茅台卖为0

2 用户购买记录表，共有20条购买记录

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