Springboot黑马点评(3)——优惠券秒杀

【还剩Redisson的最后两节没测试后续补上】

另外，后期单独整理一份关于分布式锁笔记

1 优惠券秒杀实现

1.1 用户-优惠券订单设计

1.1.1 全局ID生成器

使用数据库自增ID作为订单ID存在问题

1.1.2 考虑全局唯一ID生成逻辑

时间戳(Long类型 31bit):采取将当前时间与标定时间(自设定一个历史时间)相减,将其秒数相减，采用纪元秒数方法（不可时间节点之间直接相减）
long timeInSeconds = localDateTime.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);

当我们把本地日期时间localDateTime如2019-11-15T13:15:30转换为纪元秒时，那么结果将是1970-01-01T00:00:00Z到2019-11-15T13:15:30的时间差距，单位为秒，这也是我们平时说的时间戳

序列号(直接调用StringRedisTemplate中针对value值的自增长即opsValueFor().increment())
对于该部分id的生成，对应的key需要特殊考虑：
1）考虑到不同业务对应的下单序列值要拼接keyPrefix作为业务区分
2）考虑到使用相同key对该业务的id无限制地自增，将超出Redis中对于键值的最大数量限制，且不同时间批次下单的用户没有区分度，会造成冗余，使用用户下单的当天日期作为key拼接进去，便于统计当日下单订单数
拼接得到总id
总id值 = 时间戳值左移32位（空余出序列号的位数）再和序列号作 “或” 运算

1.2 简单的秒杀券下单逻辑

数据库表中维护普通优惠券voucher以及秒杀优惠券killVoucher，秒杀优惠券除了具备普通优惠券的一般属性外，还具备库存、秒杀开始时间、秒杀结束时间。

1.2.1 用户下单秒杀券的逻辑：

（秒杀的前提是查验该用户是否登录状态，通用拦截器首先在该接口的最前端取到请求头的用户信息，添加到该请求对应的threadlocal中，统一刷新所有请求登录用户/非登录用户的ttl，再经过前置登录拦截器查验threadlocal中用户是否为空即验证某些必须登录才能访问的接口）

鉴权后，接口首先检查当前时间是否在秒杀时间段内，其次检查该秒杀券的库存是否为0，两层逻辑检查完之后，即可扣减该秒杀券的库存-1

创建用户-秒杀券的订单记录

1.2.2 超卖问题

聚合报告显示并没有让100个线程生成100个订单，即成功率100/200

即 多线程并发安全问题

1.2.3 超卖问题的解决方案

乐观锁：
【乐观锁存在的弊端】
乐观锁容易在短时间内阻碍多线程争取足够库存导致成功率极低
所以 改变约束条件：stock>0 提高并发的成功率

（还有分段加锁方案）

1.3 一人一单逻辑实现

在建立订单时查询该用户id和该优惠券id的订单是否存在，需要保证相同优惠券一人只能下一单，如果存在则扣除库存失败且不建立该订单。

但是该逻辑存在线程并发的问题，当同一用户的多线程并发访问时，将同时查询到订单不存在而创建新的订单，还是会存在一人多单。

1.3.1 解决一人多单问题

单机模式下解决方法：悲观锁
（因为该业务是在查询数据而非修改数据，无法作类似乐观锁似的修改检查）
由于Transaction注解(事务注解)要处理的表单数据处理是在该代码块结束的时候提交事务，所以要保证加锁在提交事务之后释放锁，保证该事务处理已完成。（难点）
集群模式下解决方法：分布式锁
但synchronized()互斥锁在多实例分布式部署到多台机器上形成负载均衡的集群时存在问题
模拟多机部署环境
调用nginx(8080)ip来访问模拟集群，在nginx端下同一用户请求该集群，由于负载均衡，请求会在集群中平均传到各个服务实例上，然而互斥锁只在同一实例中生效
(1) 集群模式下采用synchronized()存在的问题
不加锁的正常查询创建订单逻辑：
加锁后
加锁存在于集群模式中：
(2) 考虑使用“分布式”锁
引出“分布式锁”：在分布式系统或者集群模式下，多线程可见且互斥的锁
(3) Redis实现“互斥”锁
对于Redis实现互斥锁的问题，如果系统中的某个机器或微服务宕机了，其申请的setnx键值对将持续保留在系统中（即持续加锁中），其他服务无法实现请求，将出现死锁的局面。
实现Redis分布式锁初级版本
初级版本存在的问题：
改造分布式锁初级版本
之前用的是线程id（自动递增）
集群模式下每个jvm都维护一列递增的线程id 容易存在重复的线程标识
因此借助UUID+线程ID来避免重复
模拟当其一任务未结束的线程的key过期时，该并发任务解锁，其他线程获得锁之后，该任务尝试解锁时，核对了键值对中包含的线程信息，发现与自己的线程标识并不匹配，避免了误删其他线程锁的情况
判断完释放前阻塞
Redis的事务和mysql的事务Transaction不同：
编写lua脚本
基于Redis实现的弊端
可重入锁
在Redis实现基础上的改造方法：
改变之前字符串存储的方式，value存入类型改为HashMap，用来存储该线程方法嵌套加锁放锁时，每一层嵌套作各自的标记。
每一层嵌套加锁时，判断该key是否存在，进一步判断key内部存储的线程标识是否嵌套调用该方法的线程标识，修改其嵌套加锁标记+1
每一层嵌套放锁时，判断该key存储的线程标识是否嵌套调用该方法的线程标识，修改其嵌套加锁标记-1，若修改结果为0则意味着该嵌套是最后一层，放锁即结束线程所有的任务，这时便可删除该键值了。