基于C#語(yǔ)言運(yùn)用Redis 實(shí)現(xiàn)秒殺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張?jiān)骑w

（天才在線（北京）科技有限公司，北京市 100094）

在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，網(wǎng)購(gòu)和搶票在我們生活中越來(lái)越常見(jiàn)，尤其是近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)直播帶貨如雨后春筍，遍布我們的周?chē)８鱾€(gè)平臺(tái)都會(huì)對(duì)應(yīng)出很多優(yōu)惠秒殺的活動(dòng)來(lái)吸引消費(fèi)者，在流量大量負(fù)載的情況下，輕松應(yīng)對(duì)秒殺等環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。通過(guò)運(yùn)用Redis 實(shí)現(xiàn)秒殺的場(chǎng)景，能夠輕松應(yīng)對(duì)極高負(fù)載下的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的同時(shí)，減輕服務(wù)器壓力，提升系統(tǒng)的工作效率。

一、Redis 簡(jiǎn)介

REmote DIctionary Server（Redis）是一個(gè)由 Salvatore Sanfilippo 寫(xiě)的 keyvalue 存儲(chǔ)系統(tǒng)。Redis 是一個(gè)開(kāi)源的使用 ANSI C 語(yǔ)言編寫(xiě)、遵守 BSD 協(xié)議、支持網(wǎng)絡(luò)、可基于內(nèi)存、分布式、可選持久性的鍵值對(duì)（Key-Value）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供多種語(yǔ)言的 API。

Redis 是一個(gè)速度非常快的非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（non-relational database），它可以?xún)?chǔ)存鍵（key）與5 種不同類(lèi)型的值（value）之間的映射（mapping），可以將存儲(chǔ)在內(nèi)存的鍵值對(duì)數(shù)據(jù)持久化到硬盤(pán)，可以使用復(fù)制特性來(lái)擴(kuò)展讀性能，還可以使用客戶端分片來(lái)擴(kuò)展寫(xiě)性能。

二、Redis 優(yōu)勢(shì)

性能極高；豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型-Redis 支持二進(jìn)制案例的 Strings,Lists,Hashes,Sets 及 Ordered Sets 數(shù)據(jù)類(lèi)型操作；原子–Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功執(zhí)行要么失敗完全不執(zhí)行。單個(gè)操作是原子性的。多個(gè)操作也支持事務(wù)，即原子性，通過(guò)MULTI和EXEC 指令包起來(lái)；豐富的特性–Redis 還支持 publish/subscribe,通知,key 過(guò)期等等特性。

三、C#簡(jiǎn)介

C#是可用于創(chuàng)建要運(yùn)行在>NETCLR 上的應(yīng)用程序的語(yǔ)言之一，它從C和C++語(yǔ)言演化而來(lái)，是Microsoft 專(zhuān)門(mén)為使用.Net 平臺(tái)而創(chuàng)建的。是一個(gè)現(xiàn)代的，通用的，面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。

四、C#特點(diǎn)

現(xiàn)代的，通用的編程語(yǔ)言，面對(duì)對(duì)象，面向組件，容易學(xué)習(xí)，可以在多種計(jì)算機(jī)平臺(tái)上編譯，.Net 框架的一部分；快速地構(gòu)建一個(gè)應(yīng)用，設(shè)計(jì)美觀的用戶界面，構(gòu)建令人贊嘆的可視化程序，專(zhuān)注于解決你的實(shí)際問(wèn)題。

五、SQLServer 簡(jiǎn)介

SQLServer 是由美國(guó)Microsoft 公司研發(fā)出來(lái)的一種可擴(kuò)展，高性能的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RDBMS）。主要功能就是同各種數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系。

六、SQLServer 特點(diǎn)

用戶界面圖形化，管理數(shù)據(jù)更加明朗清楚；工具非常豐富，可選擇性強(qiáng)；集成WindowsNT，高性能設(shè)計(jì)；伸縮性很好，可跨越多平臺(tái)使用；有強(qiáng)大的事務(wù)處理功能，確保數(shù)據(jù)的完整性。

七、總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)一共分為商品模塊，秒殺模塊，消費(fèi)模塊三個(gè)模塊。由商家 進(jìn)行商品的上架和設(shè)置秒殺個(gè)數(shù)，開(kāi)始時(shí)間等設(shè)置，消費(fèi)者在秒殺開(kāi)始后，進(jìn)行秒殺，秒殺成功的消費(fèi)者進(jìn)行支付，商品去庫(kù)存，秒殺失敗的消費(fèi)者給予失敗提示。

（一）設(shè)計(jì)思路

第一，數(shù)據(jù)寫(xiě)在內(nèi)存當(dāng)中，而不是硬盤(pán)當(dāng)中。在大數(shù)據(jù)并發(fā)的情況下，傳統(tǒng)模式中，如果頻繁請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)獲取庫(kù)存，寫(xiě)入數(shù)據(jù)等操作會(huì)給服務(wù)器帶來(lái)很大的壓力，導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)。通過(guò)Redis 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存，內(nèi)存的讀寫(xiě)速度比SSD 硬盤(pán)快不止10倍，比普通硬盤(pán)快百倍。因此，將數(shù)據(jù)先寫(xiě)入內(nèi)存，就能使系統(tǒng)運(yùn)算能力提升上千倍。設(shè)計(jì)思路如圖：

第二，進(jìn)行異步操作，而不是同步操作。同步操作在面對(duì)大并發(fā)時(shí)，需要準(zhǔn)備大量的服務(wù)器來(lái)應(yīng)對(duì)，但是秒殺場(chǎng)景屬于短時(shí)大并發(fā)，有很明顯的波峰和波谷，應(yīng)對(duì)短時(shí)大并發(fā)購(gòu)買(mǎi)大量服務(wù)器在經(jīng)濟(jì)上不合算。另一個(gè)，一條完整的程序請(qǐng)求鏈有時(shí)可能需要很長(zhǎng)時(shí)間，讓用戶一直等待，體驗(yàn)很差，異步操作可以在后臺(tái)持續(xù)運(yùn)行，用戶請(qǐng)求后直接返回。處理能力會(huì)有很大的提升。

第三，分布式處理。可以安排多臺(tái)服務(wù)器參與，把海量用戶的請(qǐng)求分散到各個(gè)服務(wù)器上，減少單個(gè)服務(wù)器壓力。

八、各模塊功能設(shè)計(jì)

（一）商品模塊

此模塊分為商家界面和用戶界面兩種。主要是實(shí)現(xiàn)商品的發(fā)布，上架，設(shè)置秒殺時(shí)間和秒殺數(shù)量，展示在用戶界面。

第一，商家界面。1.商品發(fā)布：該功能主要是商家進(jìn)行商品的發(fā)布上架，設(shè)置商品信息，圖片等介紹，設(shè)置是否開(kāi)啟秒殺，秒殺時(shí)間，秒殺數(shù)量等信息，保存后儲(chǔ)存到SqlServer 數(shù)據(jù)庫(kù)中。2.商品管理：該功能是將商家發(fā)布的商品進(jìn)行展示，商家可以管理自己發(fā)布的商品，進(jìn)行下架，刪除，修改，發(fā)物流等操作。3.查詢(xún)功能：商家可以輸入需要查找的商品關(guān)鍵字，模糊搜索查找到對(duì)應(yīng)的商品。還可以查看各個(gè)商品下那些人購(gòu)買(mǎi)過(guò)等詳情。

第二，用戶界面。1.用戶登錄：用戶輸入用戶名，密碼登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)檢查用戶名，密碼是否存在，是否合法。2.商品查看：該功能主要是展示商家發(fā)布出來(lái)的商品列表，用戶可以點(diǎn)擊商品查看各個(gè)商品的詳細(xì)信息。3.查詢(xún)功能：用戶可以查詢(xún)自己購(gòu)買(mǎi)的商品的詳情，可以進(jìn)行退貨退款或者確認(rèn)收貨等操作，還可以看到物流等信息。

（二）秒殺模塊

對(duì)于秒殺的商品，頁(yè)面會(huì)有秒殺開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，秒殺開(kāi)始后，用戶在商品詳情頁(yè)面進(jìn)行秒殺操作，提交用戶信息和商品信息到后臺(tái)，通過(guò)程序進(jìn)行秒殺實(shí)際操作。系統(tǒng)先根據(jù)商品id 獲取到商品可以秒殺的總數(shù)量，寫(xiě)入到Redis 緩存當(dāng)中，一個(gè)秒殺請(qǐng)求進(jìn)來(lái)，加鎖，先判斷根據(jù)設(shè)置的Redis的Key，看是否能找到這個(gè)緩存的Value，如果找不到，則根據(jù)商品id 獲取已經(jīng)秒殺成功的數(shù)量+1 放入redis 緩存中，判斷當(dāng)前Key的Value和秒殺總數(shù)相比，如果當(dāng)前數(shù)量<=秒殺總數(shù)，則放到異步中進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，否則直接返回false 提示秒殺已沒(méi)庫(kù)存。異步采用的是RabbitMq 消息隊(duì)列，特點(diǎn)是先進(jìn)先出，一次只能執(zhí)行一條數(shù)據(jù)，不會(huì)造成數(shù)據(jù)擁擠，完美的解決了并發(fā)。主要代碼如圖：

（三）消費(fèi)模塊

該模塊就是針對(duì)已秒殺成功的用戶，進(jìn)行支付的操作，調(diào)用喚起微信支付等操作進(jìn)行支付功能，不做過(guò)多描述。支付成功后，系統(tǒng)拿到成功返回值，提示用戶支付成功，商品變成待收貨狀態(tài)，可以在待收貨中查看并可以進(jìn)行退貨等操作。提示商家該物品已完成支付，可以進(jìn)行發(fā)貨等操作。

九、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)至關(guān)重要，數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)的好壞直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的速度。本系統(tǒng)用的是SqlServer 數(shù)據(jù)庫(kù)。1.商品主表：表字段主要有主鍵id（自增），商品名稱(chēng)，商品內(nèi)容，發(fā)布用戶ID，是否秒殺，數(shù)量，創(chuàng)建時(shí)間，商品狀態(tài)。2.用戶主表：表字段主要有主鍵ID（自增），用戶名，密碼，用戶類(lèi)型，創(chuàng)建時(shí)間，用戶狀態(tài)。3.用戶購(gòu)買(mǎi)商品記錄表：表字段主要有主鍵ID（自增），商品ID，用戶ID，創(chuàng)建時(shí)間，狀態(tài)。4.物流表：表字段主要有主鍵ID（自增），用戶購(gòu)買(mǎi)記錄表ID，商品ID，用戶ID，物流信息，狀態(tài)，創(chuàng)建時(shí)間。

十、結(jié)語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，各種電商，自媒體等平臺(tái)勢(shì)頭越來(lái)越盛，大家隨時(shí)隨地都在享受網(wǎng)購(gòu)帶給人們的便利，各種秒殺活動(dòng)也越來(lái)越多，大數(shù)據(jù)高并發(fā)成了平臺(tái)不得不面對(duì)的山峰。本設(shè)計(jì)利用Redis 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存，大大提升了讀寫(xiě)速度，數(shù)據(jù)請(qǐng)求中80%都是讀的請(qǐng)求，利用Redis 讀寫(xiě)分離，把讀數(shù)據(jù)的速度提升上千倍，自然運(yùn)行速度提升，服務(wù)器壓力減小，使得同量級(jí)的服務(wù)器能承載更大數(shù)據(jù)量訪問(wèn)，也使得服務(wù)器相對(duì)穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中是非常推薦的。