高併發秒殺場景：Redis+MySQL數據同步與緩存更新防護文檔
一、文檔概述
1.1 場景背景
秒殺場景的核心特徵是“瞬時高併發”：短時間內大量用户同時請求同一商品，既要保證系統響應速度（扛住高併發讀/寫），又要避免超賣、緩存擊穿/雪崩、Redis與MySQL數據不一致等問題。
核心解決方案：Redis 前置抗併發（緩存商品/庫存+原子扣減）+ MySQL 異步落庫（最終數據持久化），結合針對性緩存防護策略，實現“高性能”與“數據一致性”平衡。
1.2 核心目標
- 高性能：用Redis扛住秒殺瞬時讀/寫併發，避免MySQL直接承壓
- 防超賣：確保庫存不出現負數，Redis與MySQL庫存最終一致
- 緩存防護：防止熱點商品緩存擊穿、大量商品緩存同時過期導致的雪崩
- 數據一致：保證Redis緩存與MySQL數據庫最終同步，避免數據偏差
二、核心流程總覽
秒殺場景的Redis+MySQL協同流程分為3個核心階段，全程圍繞“緩存優先、異步落庫、防護兜底”設計：
- 活動前準備：緩存預熱（將商品/庫存從MySQL加載到Redis）
- 秒殺進行時：Redis處理併發（查緩存+原子扣減庫存）+ 異步發消息
- 後續同步：消息隊列消費者異步更新MySQL + 緩存一致性補償
核心原則：秒殺請求不直接操作MySQL，僅通過Redis完成快速判斷，MySQL更新通過異步機制解耦，提升系統吞吐量。
三、分階段詳細實現（附代碼）
階段1：活動前準備 - 緩存預熱（防雪崩核心步驟）
3.1.1 核心目的
秒殺活動開始前，主動將熱點商品信息、庫存數據從MySQL加載到Redis，避免活動啓動時大量請求因緩存未命中直接穿透到MySQL，同時通過“隨機過期時間”避免緩存雪崩。
3.1.2 實現步驟
- 篩選秒殺活動的熱點商品（如活動表關聯商品表查詢）
- 批量查詢商品詳情（名稱、價格、圖片）和庫存數據
- 將數據序列化後寫入Redis，設置“基礎過期時間+隨機偏移”（防雪崩）
- 可選：預熱完成後，設置熱點商品緩存“永不過期”（活動期間），活動結束後清理
3.1.3 代碼示例（ThinkPHP8）
<?php
namespace app\command;
use think\console\Command;
use think\console\Input;
use think\console\Output;
use think\facade\Cache;
use think\facade\Db;
// 命令行腳本：php think seckill:cache-warm {activityId}
class SeckillCacheWarm extends Command
{
protected function configure()
{
$this->setName('seckill:cache-warm')->setDescription('秒殺活動緩存預熱');
$this->addArgument('activityId', 0, '活動ID');
}
protected function execute(Input $input, Output $output)
{
$activityId = $input->getArgument('activityId');
if (empty($activityId)) {
$output->error('請傳入活動ID');
return;
}
try {
// 1. 查詢活動關聯的熱點商品（含庫存）
$seckillProducts = Db::name('seckill_activity_product')
->alias('sap')
->join('product p', 'sap.product_id = p.id')
->where('sap.activity_id', $activityId)
->where('sap.status', 1) // 活動有效
->field('p.id, p.name, p.price, p.image, sap.stock as seckill_stock')
->select();
if (empty($seckillProducts)) {
$output->info('該活動無關聯商品，預熱結束');
return;
}
// 2. 批量寫入Redis（防雪崩：過期時間=3小時+隨機0-300秒）
foreach ($seckillProducts as $product) {
$productKey = "seckill:product:{$product['id']}";
$stockKey = "seckill:stock:{$product['id']}";
$expire = 3600 * 3 + mt_rand(0, 300); // 隨機過期，避免雪崩
// 商品詳情緩存（JSON序列化）
Cache::store('redis')->set($productKey, json_encode($product), $expire);
// 庫存緩存（字符串存儲，便於原子操作）
Cache::store('redis')->set($stockKey, $product['seckill_stock'], $expire);
$output->info("商品ID:{$product['id']} 預熱完成，庫存:{$product['seckill_stock']}");
}
$output->info("本次預熱完成，共預熱 " . count($seckillProducts) . " 個商品");
} catch (\Exception $e) {
$output->error("預熱失敗：" . $e->getMessage());
}
}
}
階段2：秒殺進行時 - Redis併發處理+緩存防護
3.2.1 核心邏輯
用户秒殺請求直接命中Redis，完成“商品查詢+庫存校驗+原子扣減”，全程不操作MySQL；僅當庫存扣減成功後，異步發送消息到隊列，後續由消費者更新MySQL。同時通過“互斥鎖”防緩存擊穿、“熱點永不過期”強化防護。
3.2.2 關鍵步驟
- 接收用户秒殺請求（攜帶商品ID、用户ID）
- 查詢Redis緩存：獲取商品詳情（防擊穿：緩存未命中則加互斥鎖查詢MySQL）
- Redis原子扣減庫存：使用DECRBY命令，確保併發安全（防超賣）
- 判斷庫存：扣減後≥0則秒殺成功，發送異步消息；否則失敗並回滾庫存
- 返回結果：秒殺成功/失敗（前端無需等待MySQL更新）
3.2.3 代碼示例（ThinkPHP8 控制器）
<?php
namespace app\controller;
use think\facade\Cache;
use think\facade\Db;
use think\facade\Queue;
use think\response\Json;
class SeckillController
{
/**
* 秒殺核心接口
* @param int $productId 秒殺商品ID
* @param int $userId 用户ID（實際場景從登錄態獲取）
* @return Json
*/
public function doSeckill(int $productId, int $userId): Json
{
// 1. 定義緩存Key和鎖Key
$productKey = "seckill:product:{$productId}";
$stockKey = "seckill:stock:{$productId}";
$lockKey = "seckill:lock:product:{$productId}"; // 防擊穿互斥鎖
$userSeckillKey = "seckill:user:{$userId}:{$productId}"; // 防用户重複秒殺
try {
// 2. 防用户重複秒殺（Redis記錄已秒殺用户）
if (Cache::store('redis')->exists($userSeckillKey)) {
return json(['code' => 1, 'msg' => '你已參與過該商品秒殺，不可重複參與']);
}
// 3. 查詢商品詳情（防擊穿：緩存未命中則加互斥鎖查MySQL）
$product = Cache::store('redis')->get($productKey);
if ($product === false) {
// 緩存未命中，嘗試獲取互斥鎖（10秒過期，避免死鎖）
$isLocked = Cache::store('redis')->set($lockKey, 1, 10, ['NX']);
if (!$isLocked) {
return json(['code' => 2, 'msg' => '系統繁忙，請稍後再試']);
}
try {
// 鎖內查詢MySQL，加載商品信息
$product = Db::name('seckill_activity_product')
->alias('sap')
->join('product p', 'sap.product_id = p.id')
->where('sap.product_id', $productId)
->where('sap.status', 1)
->field('p.id, p.name, p.price, sap.stock as seckill_stock')
->find();
if (empty($product)) {
throw new \Exception("秒殺商品不存在或已下架");
}
// 寫入Redis（活動期間熱點商品永不過期，防擊穿）
Cache::store('redis')->set($productKey, json_encode($product));
Cache::store('redis')->set($stockKey, $product['seckill_stock']);
} finally {
// 釋放互斥鎖
Cache::store('redis')->delete($lockKey);
}
} else {
$product = json_decode($product, true);
}
// 4. Redis原子扣減庫存（防超賣核心：DECRBY是原子操作）
$newStock = Cache::store('redis')->decrby($stockKey, 1);
if ($newStock < 0) {
// 庫存不足，回滾扣減（避免庫存為負）
Cache::store('redis')->incrby($stockKey, 1);
return json(['code' => 1, 'msg' => '手慢了！商品已搶光']);
}
// 5. 秒殺成功：記錄用户已秒殺+發送異步消息到隊列（更新MySQL）
Cache::store('redis')->set($userSeckillKey, 1, 86400); // 24小時過期
$this->sendSeckillMsgToQueue($productId, $userId, $product['price']);
return json(['code' => 0, 'msg' => '秒殺成功！請等待訂單生成']);
} catch (\Exception $e) {
return json(['code' => 1, 'msg' => $e->getMessage()]);
}
}
/**
* 發送秒殺消息到隊列（異步更新MySQL）
* @param int $productId 商品ID
* @param int $userId 用户ID
* @param float $price 秒殺價
*/
private function sendSeckillMsgToQueue(int $productId, int $userId, float $price): void
{
$orderSn = $this->generateOrderSn($userId); // 生成唯一訂單號
$data = [
'order_sn' => $orderSn,
'user_id' => $userId,
'product_id' => $productId,
'price' => $price,
'create_time' => time()
];
// 推送消息到ThinkPHP隊列（驅動：Redis/RabbitMQ等，需提前配置）
Queue::push('app\job\SeckillOrderJob', $data, 'seckill_queue');
}
/**
* 生成唯一訂單號（用户ID+時間戳+隨機數）
*/
private function generateOrderSn(int $userId): string
{
return $userId . date('YmdHis') . mt_rand(1000, 9999);
}
}
階段3：異步落庫 - Redis→MySQL數據同步
3.3.1 核心目的
通過消息隊列解耦秒殺請求與MySQL更新，避免秒殺請求因等待MySQL操作而阻塞；消費者進程異步從隊列獲取消息，完成“MySQL庫存扣減+訂單創建”，同時通過“雙重校驗”“失敗重試”保證數據一致性。
3.3.2 關鍵步驟
- 消費者監聽秒殺消息隊列
- 獲取消息：解析訂單數據（用户ID、商品ID、價格等）
- MySQL事務操作：① 雙重校驗庫存（防超賣兜底）② 扣減MySQL庫存 ③ 創建訂單記錄
- 失敗處理：事務失敗則記錄日誌+重新入隊重試；重試多次失敗則人工介入
3.3.3 代碼示例（ThinkPHP8 隊列任務）
<?php
namespace app\job;
use think\facade\Db;
use think\queue\Job;
class SeckillOrderJob
{
/**
* 執行隊列任務
* @param Job $job
* @param array $data 秒殺訂單數據
*/
public function fire(Job $job, array $data)
{
$isSuccess = $this->handle($data);
if ($isSuccess) {
// 任務執行成功，刪除任務
$job->delete();
} else {
// 執行失敗，判斷是否需要重試（最多重試3次）
if ($job->attempts() < 3) {
$job->release(5); // 5秒後重新執行
} else {
// 重試次數用盡，記錄失敗日誌（人工介入）
Db::name('seckill_order_fail')->insert([
'order_sn' => $data['order_sn'],
'user_id' => $data['user_id'],
'product_id' => $data['product_id'],
'error_msg' => '重試3次失敗',
'create_time' => time()
]);
$job->delete();
}
}
}
/**
* 核心處理：更新MySQL庫存+創建訂單
* @param array $data
* @return bool
*/
private function handle(array $data): bool
{
// 開啓MySQL事務，保證原子性
Db::startTrans();
try {
$productId = $data['product_id'];
$userId = $data['user_id'];
// 1. 雙重校驗庫存（防超賣兜底：避免Redis與MySQL數據不一致）
$seckillProduct = Db::name('seckill_activity_product')
->where('product_id', $productId)
->lock(true) // 行鎖：防止併發更新衝突
->find();
if (empty($seckillProduct) || $seckillProduct['stock'] <= 0) {
throw new \Exception("MySQL庫存不足，商品ID:{$productId}");
}
// 2. 扣減MySQL中的秒殺庫存
Db::name('seckill_activity_product')
->where('product_id', $productId)
->update(['stock' => Db::raw('stock - 1')]);
// 3. 創建秒殺訂單記錄
Db::name('seckill_order')->insert([
'order_sn' => $data['order_sn'],
'user_id' => $userId,
'product_id' => $productId,
'price' => $data['price'],
'status' => 1, // 1-待支付
'create_time' => $data['create_time']
]);
// 提交事務
Db::commit();
return true;
} catch (\Exception $e) {
// 回滾事務
Db::rollback();
// 記錄錯誤日誌
trace("秒殺訂單落庫失敗：" . $e->getMessage() . "，數據：" . json_encode($data), 'error');
return false;
}
}
}
四、緩存更新防護專項方案
4.1 防止緩存擊穿（熱點商品緩存失效）
秒殺場景中，熱點商品緩存失效會導致大量請求瞬間穿透到MySQL，引發數據庫壓力激增。核心防護方案：
- 互斥鎖防護：緩存未命中時，僅允許一個請求通過互斥鎖查詢MySQL並更新緩存，其他請求等待或返回“系統繁忙”（對應階段2代碼中的lockKey邏輯）
- 熱點商品永不過期：活動期間，熱點秒殺商品的緩存不設置過期時間，避免緩存失效；活動結束後，通過命令行腳本批量清理緩存
- 緩存預熱強化：活動前10-30分鐘再次執行預熱腳本，確保緩存全量加載
4.2 防止緩存雪崩（大量緩存同時過期）
若多個秒殺商品緩存設置相同過期時間，到期後會同時失效，引發“緩存雪崩”。核心防護方案：
- 過期時間隨機化：緩存預熱時，為每個商品設置“基礎過期時間+隨機偏移”（如3小時±5分鐘），分散緩存過期時間（對應階段1代碼中的expire邏輯）
- 多級緩存防護：在應用層增加本地緩存（如PHP靜態數組），緩存熱點商品信息，即使Redis緩存失效，也能通過本地緩存兜底，減少穿透到MySQL的請求
- Redis高可用：部署Redis主從集羣+哨兵模式，避免Redis單點故障導致緩存全失效
五、Redis與MySQL數據一致性保障
秒殺場景中無法做到“強一致性”（會犧牲性能），採用“最終一致性”方案，通過以下機制保證數據偏差可控：
5.1 核心保障機制
- 雙重庫存校驗：Redis扣減庫存後，MySQL更新時再次校驗庫存（行鎖保護），避免Redis與MySQL數據不一致導致的超賣
- 異步補償任務：定時執行腳本，對比Redis庫存與MySQL庫存，發現偏差則自動修正（以MySQL為準，同步到Redis）
- 失敗重試機制：隊列任務執行失敗後，自動重試3次；重試失敗記錄失敗日誌，人工介入處理（避免訂單丟失）
- 用户重複秒殺限制：通過Redis記錄已秒殺用户，避免同一用户重複秒殺（即使MySQL未及時更新，也能通過Redis攔截）
5.2 庫存同步補償腳本（示例）
<?php
namespace app\command;
use think\console\Command;
use think\console\Input;
use think\console\Output;
use think\facade\Cache;
use think\facade\Db;
// 命令行腳本：php think seckill:stock-sync {activityId}
class SeckillStockSync extends Command
{
protected function configure()
{
$this->setName('seckill:stock-sync')->setDescription('秒殺庫存Redis與MySQL同步補償');
$this->addArgument('activityId', 0, '活動ID');
}
protected function execute(Input $input, Output $output)
{
$activityId = $input->getArgument('activityId');
$seckillProducts = Db::name('seckill_activity_product')
->where('activity_id', $activityId)
->field('product_id, stock')
->select();
foreach ($seckillProducts as $item) {
$productId = $item['product_id'];
$mysqlStock = $item['stock'];
$redisStock = Cache::store('redis')->get("seckill:stock:{$productId}");
// 發現庫存偏差，以MySQL為準同步到Redis
if ($redisStock !== $mysqlStock) {
Cache::store('redis')->set("seckill:stock:{$productId}", $mysqlStock);
$output->info("商品ID:{$productId} 庫存同步完成：Redis={$redisStock}→{$mysqlStock}（MySQL）");
}
}
$output->info("庫存同步補償完成，共檢查 " . count($seckillProducts) . " 個商品");
}
}
六、整體架構與最佳實踐
6.1 架構流程圖
用户請求 → CDN/負載均衡 → 應用層（Nginx+PHP）
↓
本地緩存（熱點商品）
↓
Redis集羣（主從+哨兵）
↗ ↘
商品查詢/庫存扣減 記錄已秒殺用户
↓
秒殺成功？
↗ ↘
是 否
↓ ↓
發送消息到隊列 返回“搶光”
↓
隊列消費者
↓
MySQL事務操作
（校驗庫存→扣庫存→創建訂單）
↓
失敗重試/日誌記錄
↓
定時補償同步（Redis←MySQL）
6.2 最佳實踐總結
- 優先用Redis原子操作（DECRBY、SETNX）保證併發安全，避免複雜鎖邏輯
- 秒殺請求全程不直接操作MySQL，通過消息隊列異步解耦，提升吞吐量
- 緩存防護要“多層兜底”：預熱+隨機過期+互斥鎖+本地緩存+Redis高可用
- 數據一致性通過“雙重校驗+定時補償”保障，允許短期偏差但要可控
- 提前壓測：重點測試Redis併發能力、隊列吞吐量、MySQL異步更新性能
七、擴展説明
- 隊列選型：中小規模秒殺用Redis隊列即可；大規模高併發場景建議用RabbitMQ/Kafka，支持更高吞吐量和消息可靠性
- 限流降級：可在Nginx或應用層增加限流（如令牌桶算法），避免超出系統承載能力
- 數據監控：實時監控Redis緩存命中率、隊列堆積量、MySQL事務成功率，異常時及時告警
🍵 寫在最後
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