使用RabbitMQ打造扛得住的高并發(fā)環(huán)境(三)

1. 前言

Hello，大家好。我們?cè)谏弦恍」?jié)中，介紹了使用 RabbitMQ 打造扛得住的高并發(fā)環(huán)境系列內(nèi)容的第二小節(jié)部分，也就是我們此系列小節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)核心內(nèi)容。

本小節(jié)會(huì)繼續(xù)介紹使用 RabbitMQ 打造扛得住的高并發(fā)環(huán)境系列內(nèi)容的第三部分，在本小節(jié)中，我們會(huì)使用我們?cè)诘诙?jié)中使用 RabbitMQ 和 Redis 打造的高可用消息隊(duì)列去實(shí)現(xiàn)我們的一個(gè)真實(shí)的高并發(fā)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

本小節(jié)會(huì)首先介紹一種老師在自己的實(shí)際工作中，出現(xiàn)的真實(shí)的高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，并且，老師在應(yīng)對(duì)這種高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景時(shí)，采用的基本解決方案就是采用的 RabbitMQ 和 Redis 共同改造的高可用消息隊(duì)列這種形式，還在等什么，讓我們先睹為快吧！

本節(jié)主要內(nèi)容：

• 實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景概述；

• 實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)；

• 實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景測(cè)試。

2.實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景概述

本部分內(nèi)容，老師會(huì)詳細(xì)介紹本套課程最終需要實(shí)現(xiàn)的一種業(yè)務(wù)場(chǎng)景，此種業(yè)務(wù)場(chǎng)景是老師自己在實(shí)際工作中遇到的真實(shí)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，同學(xué)們一定要先對(duì)這種業(yè)務(wù)場(chǎng)景有個(gè)清晰地了解之后，在繼續(xù)學(xué)習(xí)本小節(jié)后續(xù)地內(nèi)容，如果你對(duì)這種業(yè)務(wù)場(chǎng)景沒有充分地了解，那么后面的實(shí)現(xiàn)思路你將不會(huì)看懂，這點(diǎn)同學(xué)們注意。

本業(yè)務(wù)場(chǎng)景實(shí)際上并不算復(fù)雜，我們每個(gè)同學(xué)在真實(shí)的日常生活中，或多或少都會(huì)接觸到，只不過平時(shí)同學(xué)們可能不會(huì)注意觀察或者思考。這種業(yè)務(wù)場(chǎng)景有一個(gè)專有的代名詞，相信大家都已經(jīng)聽說過了，那就是’秒殺’業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

那么，什么是秒殺業(yè)務(wù)場(chǎng)景呢？

這個(gè)秒殺的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，出現(xiàn)在銷售行業(yè)的居多，比如日常生活中，我們?cè)诔兄腥ベ徺I一種商品，這種商品的價(jià)格要比往常的價(jià)格要低很多，但是，這種商品的庫存數(shù)量是有限的，當(dāng)我們購買這種商品時(shí)，必須要在一瞬間完成搶購這一動(dòng)作。

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的快速發(fā)展，越來越多的線上電子商城已經(jīng)出現(xiàn)在人們的日常生活中，以淘寶、京東為代表性的互聯(lián)網(wǎng)電子商城巨頭率先將這些線下的商品購買行為，轉(zhuǎn)換為線上的商品購買功能。

針對(duì)與上述這種秒殺搶購的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，目前在各互聯(lián)網(wǎng)電子商城巨頭中都是有所體現(xiàn)的，比如我們熟知的雙十一活動(dòng)，以及 618 商品大促活動(dòng)，這些都是秒殺搶購業(yè)務(wù)場(chǎng)景的典型代表，那么，這種業(yè)務(wù)場(chǎng)景在線上又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

在分析一秒殺搶購業(yè)務(wù)場(chǎng)景的一個(gè)完整的線上業(yè)務(wù)流程是什么樣的之前，我們先來看一下，一般地線上商品購買的一個(gè)完整的業(yè)務(wù)流程是什么樣的，如下圖所示：

首先，用戶在有這種秒殺搶購的實(shí)際需求之后，用戶首先會(huì)登錄我們的線上商城系統(tǒng)，在用戶成功登錄本系統(tǒng)之后，用戶需要到我們線上商城系統(tǒng)的秒殺搶購專區(qū)，用戶可以在這個(gè)秒殺搶購專區(qū)中看到本商城系統(tǒng)中參與秒殺搶購活動(dòng)的商品，這一過程我們稱為用戶挑選商品階段。

用戶在挑選完自己所需要的商品之后，可以將所需的商品放入購物車中，也可以直接點(diǎn)擊下單按鈕，來迅速完成對(duì)某一具體商品的下單操作。

如果用戶是將商品放入購物車中，那么用戶只能進(jìn)行一個(gè)批量下單的動(dòng)作，即用戶前往自己的購物車中，選中商品之后，點(diǎn)擊下單按鈕，進(jìn)行一個(gè)批量下單操作，這一過程我們稱為用戶預(yù)下單階段。

在用戶將訂單創(chuàng)建完畢之后，就需要用戶選擇對(duì)應(yīng)的支付方式，來完成商品價(jià)格的支付動(dòng)作，對(duì)于線上電子商城而言，用戶可以選擇不同廠家的掃碼支付功能來完成支付，這一過程我們稱為用戶支付階段。

在用戶對(duì)所購商品支付完成之后，我們需要將用戶的商品支付結(jié)果返回給用戶，告知用戶商品支付的狀態(tài)，是支付成功了，還是支付過程中遇到問題，導(dǎo)致支付失敗了，這一過程往往我們會(huì)采取輪詢的方式實(shí)現(xiàn)，這一過程我們稱為用戶支付狀態(tài)回調(diào)階段。

在用戶的支付狀態(tài)成功回調(diào)給用戶之后，一個(gè)完整的線上商品購買流程就結(jié)束了，至于后續(xù)地商品物流信息等其他信息就不屬于我們商品購買的流程了。

在清楚了一般地商品購買全流程之后，我們就不難理解秒殺搶購的業(yè)務(wù)場(chǎng)景流程了。

其實(shí)，秒殺搶購的業(yè)務(wù)場(chǎng)景流程和一般地商品購買流程是一模一樣地，只不過在用戶預(yù)下單階段，以及用戶支付階段，在同一時(shí)刻會(huì)有大量的用戶請(qǐng)求需要我們處理，這就是秒殺業(yè)務(wù)場(chǎng)景和一般地商品購買流程中最大的區(qū)別點(diǎn)，其他地方并沒有什么區(qū)別。

在本小節(jié)中，我們需要實(shí)現(xiàn)上述業(yè)務(wù)場(chǎng)景，并對(duì)核心的秒殺搶購業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的用戶預(yù)下單階段，以及用戶支付階段，做好高并發(fā)場(chǎng)景下的處理。

Tips: 同學(xué)們一定要清楚地理解上述所介紹的業(yè)務(wù)流程，如果看一遍不理解，那就反復(fù)多看幾遍，直到自己理解了即可。

3.實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)

在了解了秒殺搶購的業(yè)務(wù)場(chǎng)景流程之后，接下來我們就需要實(shí)現(xiàn)這一業(yè)務(wù)場(chǎng)景了，那么，這種業(yè)務(wù)場(chǎng)景我們應(yīng)該怎么用 RabbitMQ 和 Redis 去實(shí)現(xiàn)呢？

在使用 RabbitMQ 打造扛得住的高并發(fā)環(huán)境系列小節(jié)內(nèi)容的第二小節(jié)中，我們使用 RabbitMQ 消息通信中間件和 Redis 緩存中間件，對(duì) RabbitMQ 自身的消息隊(duì)列進(jìn)行了改造，改造成了一種 Redis 承載的高可用的消息隊(duì)列，在本節(jié)，我們就會(huì)用到這一高可用的消息隊(duì)列。

在實(shí)現(xiàn)上述實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景時(shí)，由于篇幅原因，我們并不會(huì)從用戶登錄開始，逐步地去實(shí)現(xiàn)每一個(gè)過程，我們只實(shí)現(xiàn)在秒殺搶購業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，最核心的部分，也就是，當(dāng)我們?cè)诿霘屬徤唐穮^(qū)域，點(diǎn)擊立即購買這個(gè)秒殺按鈕時(shí)，我們后臺(tái)所需要應(yīng)對(duì)高并發(fā)處理的內(nèi)容。

讓我們來看看具體應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)吧。

3.1 初始化 Redis 緩存數(shù)據(jù)

當(dāng)我們點(diǎn)擊立即購買這個(gè)秒殺按鈕時(shí)，我們首先會(huì)獲取到用戶所挑選的商品數(shù)據(jù)， 在獲取到這些商品數(shù)據(jù)之后，我們需要根據(jù)這些商品數(shù)據(jù)中起到唯一區(qū)分商品的這一屬性，去查詢我們對(duì)應(yīng)商品的庫存是否充足。

查詢庫存這種操作，我們放在 Redis 緩存中進(jìn)行存儲(chǔ)。即，當(dāng)我們的后臺(tái)服務(wù)啟動(dòng)時(shí)，或者是在一個(gè)其他的什么時(shí)機(jī)的時(shí)候，我們會(huì)將系統(tǒng)中參與秒殺搶購的所有商品數(shù)據(jù)，或者這些關(guān)鍵的商品數(shù)據(jù)，放入到我們的 Redis 緩存中，這些數(shù)據(jù)中間就包括商品的庫存數(shù)量，如下代碼所示：

代碼實(shí)現(xiàn)：

// 向 Redis 緩存中初始化存儲(chǔ)秒殺商品數(shù)據(jù)
redisUtil.set("shipping_seckill" + shipping.getId(), shipping);

代碼解釋：

我們使用 redisUtil 工具類的 set 方法，將參與秒殺搶購的商品數(shù)據(jù) shipping ，在后臺(tái)服務(wù)初始化時(shí)，放入到 Redis 緩存中，以備后續(xù)使用。

3.2 Redis 預(yù)減商品庫存

在校驗(yàn)商品庫存時(shí)，我們會(huì)只查詢 Redis 緩存中的商品數(shù)據(jù)， 查看商品庫存是否足夠支撐用戶的商品購買數(shù)量，如果庫存數(shù)量不足以支撐，則提示用戶商品庫存不足，預(yù)下單失敗；如果庫存數(shù)量充足，則提示用戶商品預(yù)下單成功，如下代碼所示：

代碼實(shí)現(xiàn)：

Shipping shipping = redisUtil.get("shipping_seckill" + shipping.getId());
Integer shippingStorage = shipping.getStorage();
if(shippingStorage >= userCurrNums) {
  // 預(yù)減庫存，并提示用戶商品預(yù)下單成功
}

代碼解釋：

第 1 行，我們使用 redisUtil 工具類的 get 方法，來獲取到存儲(chǔ)于 Redis 緩存中的商品數(shù)據(jù)。

第 2 行，我們通過聲明一個(gè) shippingStorage 變量，來進(jìn)一步獲取到用戶所挑選商品的庫存信息。

第 3-5 行，我們通過將商品庫存 shippingStorage 與用戶所購買的商品數(shù)量 userCurrNums 做一個(gè)比較，來判斷當(dāng)前商品的庫存是否充足，并將結(jié)果提示給用戶。

3.3 RabbitMQ 處理秒殺商品訂單

在商品預(yù)減庫存成功之后，我們需要根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求來生成商品的訂單，并將該訂單發(fā)送到我們的 RabbitMQ 消息隊(duì)列中去，如下代碼所示：

代碼實(shí)現(xiàn)：

Shipping shipping = redisUtil.get("shipping_seckill" + shipping.getId());
Integer shippingStorage = shipping.getStorage();
if(shippingStorage >= userCurrNums) {
  // 預(yù)減庫存成功，開始處理商品訂單
  rabbitTemplate.convertAndSend("seckill_order_ex", "seckill_order_key", order, message -> {
    // 設(shè)置具體的消費(fèi)配置參數(shù)
  })
}

代碼解釋：

第 1-3 行，和上述代碼相同，不再贅述。

第 5 行，我們使用 rabbitTemplate 的 convertAndSend 方法，來設(shè)置秒殺商品訂單所需要的交換機(jī)，routing key ，并將秒殺商品訂單發(fā)送到我們的 RabbitMQ 中。

將秒殺商品訂單發(fā)送到我們的 RabbitMQ 中之后，我們還需要對(duì)消息配置一種監(jiān)聽器，來監(jiān)聽消息有沒有真正到達(dá) RabbitMQ 的交換機(jī)中。(由于篇幅原因，配置監(jiān)聽部分請(qǐng)參考《RabbitMQ消息確認(rèn)與返回機(jī)制介紹》小節(jié))。

3.4 消費(fèi)者完成商品支付

配置好監(jiān)聽之后，我們的消費(fèi)者就需要將消息進(jìn)行消費(fèi)了。從 RabbitMQ 消息隊(duì)列中獲取到消息之后，會(huì)返回給我們一個(gè)消息 ack 或 nack 的應(yīng)答結(jié)果，表明消費(fèi)者是否成功獲取到了消息。

當(dāng)返回 ack 確認(rèn)應(yīng)答結(jié)果時(shí)，表明消費(fèi)者已經(jīng)成功獲取到了消息，此時(shí)，我們應(yīng)該根據(jù)消費(fèi)者所獲取到的秒殺訂單數(shù)據(jù)，來生成對(duì)應(yīng)場(chǎng)景的支付二維碼，以提示用戶掃碼來完成商品支付。

當(dāng)用戶支付成功之后，我們需要根據(jù)用戶的支付結(jié)果，同步更新我們 Redis 緩存，以及數(shù)據(jù)庫中，用戶秒殺商品和秒殺訂單的商品庫存數(shù)據(jù)，以及訂單的狀態(tài)， 實(shí)現(xiàn)代碼如下所示：

代碼實(shí)現(xiàn)：

switch (order.getPayState()) {
  case 0 :
    this.updateSeckillOrderInfo(order.getShippingId(), 0);
  // 下同
  default:
    break;
}

代碼解釋：

第 1 行，我們使用了 switch 語句，來獲取用戶秒殺訂單的支付狀態(tài)。

第 2-7 行，我們使用 case 語句，來對(duì)不同的用戶秒殺訂單的支付狀態(tài)做出不同的數(shù)據(jù)處理，比如，支付狀態(tài)為 0 時(shí)，表示用戶支付成功，那么此時(shí)我就需要調(diào)用 updateSeckillOrderInfo 方法來更新用戶秒殺訂單的支付狀態(tài)。

至此，我們已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了秒殺搶購業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的核心內(nèi)容，即用戶點(diǎn)擊立即購買之后，我們的后臺(tái)服務(wù)來處理高并發(fā)請(qǐng)求的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

4.實(shí)際高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景測(cè)試

那么，我們雖然基本實(shí)現(xiàn)了這一業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的核心部分內(nèi)容，但是，我們的這個(gè)秒殺搶購商品的接口可以同時(shí)支撐多大的 QPS 呢？

接下來，讓我們使用 JMeter 來做一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試，來看一下我們采用 RabbitMQ 和 Redis 的方式之下，我們這個(gè)服務(wù)接口的 QPS 吞吐量是多少，測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

Tips:
1. 關(guān)于 JMeter 我們不會(huì)做任何介紹，需要同同學(xué)們課下進(jìn)行了解。
2. 由于測(cè)試環(huán)境的不同，使用 JMter 測(cè)試的結(jié)果也會(huì)不進(jìn)相同，上下存在一定的誤差，這是合理的。
3. 關(guān)于 QPS 的概念介紹，也需要同學(xué)們自行了解，本套課程不會(huì)做任何介紹。
4. 測(cè)試部分并不是我們課程內(nèi)容的重點(diǎn)，只不過是為了體現(xiàn)一種量化的指標(biāo)，來供同學(xué)們查看，這點(diǎn)同學(xué)們要搞清楚。

5. 小結(jié)

本小節(jié)為同學(xué)們介紹了使用 RabbitMQ 打造扛得住的高并發(fā)環(huán)境的第三部分內(nèi)容，其主要介紹了，如何使用 RabbitMQ 和 Redis 共同打造的高可用消息隊(duì)列，來實(shí)現(xiàn)我們真實(shí)的一種秒殺搶購的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，希望同學(xué)們都能夠理解這部分內(nèi)容。

隨著使用 RabbitMQ 打造扛得住的高并發(fā)環(huán)境系列小節(jié)內(nèi)容的結(jié)束，本套課程的進(jìn)度也接近了尾聲。通過對(duì) RabbitMQ 消息通信中間件系統(tǒng)性地介紹，希望同學(xué)們可以將 RabbitMQ 真正地應(yīng)用到我們的項(xiàng)目中去。

最后，感謝各位同學(xué)的持續(xù)關(guān)注，本套課程就到這里了，希望同學(xué)們可以持續(xù)支持與關(guān)注，江湖路遠(yuǎn)，我們有緣再會(huì)！