網站面對高并發的情況下，除了增加硬件， 優化程序提高以響應速度外，還可以通過并行改串行的思路來解決。這種思想常見的實踐方式就是數據庫鎖和消息隊列的方式。這種方式的缺點是需要排隊，響應速度慢，優點是節省成本。
演示一下現象
創建一個在售產品表
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CREATE TABLE [dbo].[product]( [id] [int] NOT NULL,--唯一主鍵 [name] [nvarchar](50) NULL,--產品名稱 [status] [int] NULL ,--0未售出 1 售出 默認為0 [username] [nvarchar](50) NULL--下單用戶 ) |
添加一條記錄
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insert into product(id,name,status,username) values(1,'小米手機',0,null) |
創建一個搶票程序
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public ContentResult PlaceOrder(string userName) { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { var product = db.product.Where<product>(p => p.status== 0).FirstOrDefault(); if (product.status == 1) { return Content("失敗，產品已經被賣光"); } else { //模擬數據庫慢造成并發問題 Thread.Sleep(5000); product.status = 1; product.username= userName; db.SaveChanges(); return Content("成功購買"); } } } |
如果我們在5秒內一次訪問以下兩個地址，那么返回的結果都是成功購買且數據表中的username是lisi。
/controller/PlaceOrder?username=zhangsan
/controller/PlaceOrder?username=lisi
這就是并發帶來的問題。
第一階段，利用線程鎖簡單粗暴
Web程序是多線程的，那我們把他在容易出現并發的地方加一把鎖就可以了，如下圖處理方式。
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private static object _lock = new object();public ContentResult PlaceOrder(string userName){ using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { lock (_lock) { var product = db.product.Where<product>(p => p.status == 0).FirstOrDefault(); if (product.status == 1) { return Content("失敗，產品已經被賣光"); } else { //模擬數據庫慢造成并發問題 Thread.Sleep(5000); product.status = 1; product.username = userName; db.SaveChanges(); return Content("成功購買"); } } }} |
這樣每一個請求都是依次執行，不會出現并發問題了。
優點：解決了并發的問題。
缺點：效率太慢，用戶體驗性太差，不適合大數據量場景。
第二階段，拉消息隊列，通過生產者，消費者的模式
1，創建訂單提交入口（生產者）
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public class HomeController : Controller { /// <summary> /// 接受訂單提交（生產者) /// </summary> /// <returns></returns> public ContentResult PlaceOrderQueen(string userName) { //直接將請求寫入到訂單隊列 OrderConsumer.TicketOrders.Enqueue(userName); return Content("wait"); } /// <summary> /// 查詢訂單結果 /// </summary> /// <returns></returns> public ContentResult PlaceOrderQueenResult(string userName) { var rel = OrderConsumer.OrderResults.Where(p => p.userName == userName).FirstOrDefault(); if (rel == null) { return Content("還在排隊中"); } else { return Content(rel.Result.ToString()); } }} |
2，創建訂單處理者(消費者)
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/// <summary> /// 訂單的處理者（消費者） /// </summary> public class OrderConsumer { /// <summary> /// 訂票的消息隊列 /// </summary> public static ConcurrentQueue<string> TicketOrders = new ConcurrentQueue<string>(); /// <summary> /// 訂單結果消息隊列 /// </summary> public static List<OrderResult> OrderResults = new List<OrderResult>(); /// <summary> /// 訂單處理 /// </summary> public static void StartTicketTask() { string userName = null; while (true) { //如果沒有訂單任務就休息1秒鐘 if (!TicketOrders.TryDequeue(out userName)) { Thread.Sleep(1000); continue; } //執行真實的業務邏輯（如插入數據庫） bool rel = new TicketHelper().PlaceOrderDataBase(userName); //將執行結果寫入結果集合 OrderResults.Add(new OrderResult() { Result = rel, userName = userName }); } } } |
3，創建訂單業務的實際執行者
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/// <summary> /// 訂單業務的實際處理者 /// </summary> public class TicketHelper { /// <summary> /// 實際庫存標識 /// </summary> private bool hasStock = true; /// <summary> /// 執行一個訂單到數據庫 /// </summary> /// <returns></returns> public bool PlaceOrderDataBase(string userName) { //如果沒有了庫存，則直接返回false，防止頻繁讀庫 if (!hasStock) { return hasStock; } using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { var product = db.product.Where(p => p.status == 0).FirstOrDefault(); if (product == null) { hasStock = false; return false; } else { Thread.Sleep(10000);//模擬數據庫的效率比較慢，執行插入時間比較久 product.status = 1; product.username = userName; db.SaveChanges(); return true; } } } } /// <summary> /// 訂單處理結果實體 /// </summary> public class OrderResult { public string userName { get; set; } public bool Result { get; set; } } |
4，在程序啟動前，啟動消費者線程
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protected void Application_Start() { AreaRegistration.RegisterAllAreas(); GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register); FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters); RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes); BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles); //在Global的Application_Start事件里單獨開啟一個消費者線程 Task.Run(OrderConsumer.StartTicketTask); } |
這樣程序的運行模式是：用戶提交的需求里都會添加到消息隊列里去排隊處理，程序會依次處理該隊列里的內容（當然可以一次取出多條來進行處理，提高效率）。
優點：比上一步快了。
缺點：不夠快，而且下單后需要輪詢另外一個接口判斷是否成功。
第三階段 反轉生產者消費者的角色，把可售產品提前放到隊列里，然后讓提交的訂單來消費隊列里的內容
1,創建生產者并且在程序啟動前調用其初始化程序
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public class ProductForSaleManager { /// <summary> /// 待售商品隊列 /// </summary> public static ConcurrentQueue<int> ProductsForSale = new ConcurrentQueue<int>(); /// <summary> /// 初始化待售商品隊列 /// </summary> public static void Init() { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { db.product.Where(p => p.status == 0).Select(p => p.id).ToList().ForEach(p => { ProductsForSale.Enqueue(p); }); } } } public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication { protected void Application_Start() { AreaRegistration.RegisterAllAreas(); GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register); FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters); RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes); BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles); //程序啟動前，先初始化待售產品消息隊列 ProductForSaleManager.Init(); } } |
2，創建消費者
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public class OrderController : Controller { /// <summary> /// 下訂單 /// </summary> /// <param name="userName">訂單提交者</param> /// <returns></returns> public async Task<ContentResult> PlaceOrder(string userName) { if (ProductForSaleManager.ProductsForSale.TryDequeue(out int pid)) { await new TicketHelper2().PlaceOrderDataBase(userName, pid); return Content($"下單成功，對應產品id為：{pid}"); } else { await Task.CompletedTask; return Content($"商品已經被搶光"); } } } |
3，當然還需要一個業務的實際執行者
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/// <summary> /// 訂單業務的實際處理者 /// </summary> public class TicketHelper2 { /// <summary> /// 執行復雜的訂單操作（如數據庫） /// </summary> /// <param name="userName">下單用戶</param> /// <param name="pid">產品id</param> /// <returns></returns> public async Task PlaceOrderDataBase(string userName, int pid) { using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities()) { var product = db.product.Where(p => p.id == pid).FirstOrDefault(); if (product != null) { product.status = 1; product.username = userName; await db.SaveChangesAsync(); } } } } |
這樣我們同時訪問下面三個地址，如果數據庫里只有兩個商品的話，會有一個請求結果為：商品已經被搶光。
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=zhangsan
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=lisi
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=wangwu
這種處理方式的優點為：執行效率快，相比第二種方式不需要第二個接口來返回查詢結果。
缺點：暫時沒想到，歡迎大家補充。
說明：該方式只是個人猜想，并非實際項目經驗，大家只能作為參考，慎重用于項目。歡迎大家批評指正。
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