商品订单库存一致性问题的思考

Posted 2020-11-27 yzdtofly

首先先确认方案

方案1：下单后减库存；用户下单，然后库存加锁，判断库存是否充足，用户下单完成，减库存，最后释放库存锁。

方案2：支付才减库存；用户支付，然后库存加锁，判断库存是否充足，用户支付完成，减库存，最后释放库存锁。

当然还有其他方案，这里只阐述我的思考。

（库存加锁的过程有个小细节请看附1）

两种方案的比较

方案1

1）假如100个人同时下单，只有一个人能下单成功。

2）此时订单应该有一个过期状态，如果订单过期，库存加锁并回写库存后释放锁。

方案2

1）100个人可以同时下单，但是100个人同时付款时，只有一个人付款成功。

正常情况下，商品加入购物车的用户>>>下单的用户>=付款的用户。如果从库存加锁的角度来说，在下单的时候加锁，那么高并发下用户体验可能比较差，因为同时下单只有一个人能下单成功，而且服务器性能可能会比较差；下单的请求变多，那么请求加锁的次数也变多了，而支付的用户可能小于下单的用户，请求加锁的次数理论上会少不少。

我的建议是：

普通的电商项目我认为方案一就足够了，因为下单的流程简单，而支付可能涉及到很多业务，如果支付里面锁库存，考虑的东西会有点多。

但是在高并发下或者秒杀场景下，那可能就要在支付的时候锁库存。从业务角度来说，肯定是手快有，手快无；从代码的角度来说，支付跟减库存高度耦合，出现超卖、库存不一致情况大大降低，如果是下单锁库存，万一用户取消订单，那是不是库存要加回去，这种情况下高并发出现库存与实际消费不一致的可能性比较大。

 

实现方式以及优化

商品订单库存这个业务不仅仅只有用户下单这个功能，还要在管理后台提供商家修改库存的入口。那么这样就有两处需要用到库存，必须要考虑竞争问题。

单体架构的实现

单体架构实现这个业务是最简单的，但是性能也是最差的。

 

 

单体架构中，不管是用户操作还是管理员后台操作库存都放在里面，然后部署到机器上。此时库存锁是个全局锁，用户下单，管理员要修改库存都要从全局的库存锁拿到锁，执行完业务代码再释放。

这种单体架构就会出现一个问题，耦合度太高，一旦管理后台修改库存占用库存锁，那么用户就不能下单购买商品了。如果是购买量不多的业务，单体架构是可以满足基本需求的，这种实现成本低，易维护但不能支撑高并发。

像大部分中小型公司，一天的订单我感觉也就1000以内，单体架构完全够用了，并不需要改造成下面的方案，增加幂级的复杂度

 

优化方案

如果说业务增长块订单量增大，那么上面的单体架构就有局限性了。特别是现在互联网公司的架构大部分都是微服务分布式。

1）首先，每次加锁后，都需要从数据库查询库存，判断库存，然后用户下完单也要操作数据库修改库存。数据库的操作是需要时间成本的，大流量下如果其中一个用户下单时间太慢，其他用户都要等待他处理完，用户体验太差

2）其次现在架构大部分是分布式、微服务的，用户下单减库存和管理后台修改库存一般都是拆分为两个服务--下单服务和库存服务

 

优化的第一步。要解决下单因为操作数据库耗时过长的问题，我们可以把库存放到缓存中（一般是redis），然后对redis中的库存加redis锁，执行下单，对redis中的库存进行减库存。这么做的好处是提升了用户下单的速率，加大了并发量；其次用户下单跟管理后台的业务解耦了，为以后拆分服务做扩展。如下图：

 

 

虽然提升了性能，但是新问题出现了，数据一致性问题。现在业务是独立分开了，用户下单，redis加锁，操作redis的库存就可以了，同样管理后台修改库存，加锁操作数据库的库存就可以了。但是怎么保证这两个地方的库存一致性呢？

 

使用消息队列让数据库的库存进行减库存

用户下单成功后向消息队列发送一条消息，然后在管理后台业务中消费消息，进行减库存，如图：

 

 

如果保证了消息的可靠性传输，那么即可保证用户下单后的库存与数据库的库存达到最终一致性。

 

停售同步库存

如果管理后台要修改库存并且同步到redis上去要怎么办？可行的方案是让商家停止出售商品，然后判断redis的库存跟数据库的库存是否一致，若一致，那么商家即可修改库存，修改后更新数据库库存和redis库存。如果不一致，那么你就要知道是否管理后台还没消费完消息队列，还是其他问题，没消费完让商家等一段时间就行了，是其他问题的话程序员就妥妥的背锅吧，必须从日志系统里面查查具体是哪里出问题。

 

 

微服务分布式

其实就是把单体架构拆分，具体解决思路不变。具体要看业务把，如果订单不多的话，没必要拆分为订单服务和库存服务或者把他们解耦出来，一开始的单体架构就够用了。至于优化的方案，我感觉独角兽或者大型公司才会用到。也可能我技术角度或者业务角度没达到那种高度。

 

其他问题

因为之前面试，经常就问到商品库存这个问题，现在只是写个自己的思考，肯定有错误的地方。还有很多问题就不去考虑了，毕竟我没做过这个业务，例如生产上因为用户点击过快、网络问题导致的订单重复提交。

 

题外话

算是给点建议吧，一开始找工作尽量找稳定的公司，然后干几年积累技术。我面试的时候因为简历是3年换了3家公司，每次面试都要问我为啥经常离职。而且大公司简历几乎就进不了面试，中小型公司技术面过了，但是HR面因为这个问题也可能会把你刷了。还有就是要从业务上考虑，业务才能驱动技术的提升。（PS：广州真的是一线城市么？工资是真的低，干IT别来广州，别来广州，别来）

 

附1：

高并发或者秒杀场景下，不管是方案1还是方案2，如果库存为0时，是否还是每次都锁库存去走一遍流程，即库存加锁，判断库存是否充足，用户下单完成，减库存，最后释放库存锁，答案肯定是否的。

想一想java实现单例模式的代码，用了两个判断语句，那么这个场景我们也可以使用这种方式。外面先去查询一次库存，再判断是否为0，如果为0直接返回，如果不为0 ，那么库存加锁，判断库存是否充足，用户下单（或支付）完成，减库存，最后释放库存锁。以下单锁库存为例：