使用lua+redis解决发多张券的并发问题

前言

公司有一个发券的接口有并发安全问题，下面列出这个问题和解决这个问题的方式。

业务描述

这个接口的作用是给会员发多张券码。涉及到4张主体，分别是：用户，券，券码，用户领取记录。
下面是改造前的伪代码。
主要是因为查出券码那行存在并发安全问题，多个线程拿到同几个券码。以下都是基于如何让取券码变成原子的去展开。

public boolean sendCoupons(Long userId, Long couponId) {
    // 一堆校验
    // ...
    // 查出券码
    List<CouponCode> couponCodes = couponCodeService.findByCouponId(couponId, num);
    // batchUpdateStatus是一个被@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)修饰的方法
    // 批量更新为已被领取状态
    couponCodeService.batchUpdateStatus(couponCods);
    // 发券
    // 发权益
    // 新增用户券码领取记录
}

改造过程

因为券码是多张，想用lua+redis的list结构去做弹出。为什么用这种方案是因为for update直接被否了。

这是写的lua脚本。。

local result = {}
for i=1,ARGV[1],1 do
    result[i] = redis.call("lpop", KEYS[1])
end
return table.contact(result , "|")

这是写的执行lua脚本的client。。其实主要的解决方法就是在redis的list里rpush（存）,lpop（取）取数据

@Slf4j
@Component
public class CouponCodeRedisQueueClient implements InitializingBean {

    /**
     * redis lua脚本文件路径
     */
    public static final String POP_COUPON_CODE_LUA_PATH = "lua/pop-coupon-code.lua";
    public static final String SEPARATOR = "|";

    private static final String COUPON_CODE_KEY_PATTERN = "PROMOTION:COUPON_CODE_{0}";
    private String LUA_COUPON_CODE_SCRIPT;

    private String LUA_COUPON_CODE_SCRIPT_SHA;

    @Autowired
    private JedisTemplate jedisTemplate;

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {

        LUA_COUPON_CODE_SCRIPT = Resources.toString(Resources.getResource(POP_COUPON_CODE_LUA_PATH), Charsets.UTF_8);
        if (StringUtils.isNotBlank(LUA_COUPON_CODE_SCRIPT)) {

            LUA_COUPON_CODE_SCRIPT_SHA = jedisTemplate.execute(jedis -> {
                return jedis.scriptLoad(LUA_COUPON_CODE_SCRIPT);
            });
            log.info("redis lock script sha:{}", LUA_COUPON_CODE_SCRIPT_SHA);
        }

    }

    /**
     * 获取Code
     *
     * @param activityId
     * @param num
     * @return
     */
    public List<String> popCouponCode(Long activityId, String num , int retryNum) {
        if(retryNum == 0){
            log.error("reload lua script error , try limit times ,activityId:{}", activityId);
            return Collections.emptyList();
        }
        List<String> keys = Lists.newArrayList();
        String key = buildKey(String.valueOf(activityId));
        keys.add(key);
        List<String> args = Lists.newArrayList();
        args.add(num);

        try {
            Object result = jedisTemplate.execute(jedis -> {
                if (StringUtils.isNotBlank(LUA_COUPON_CODE_SCRIPT_SHA)) {
                    return jedis.evalsha(LUA_COUPON_CODE_SCRIPT_SHA, keys, args);
                } else {
                    return jedis.eval(LUA_COUPON_CODE_SCRIPT, keys, args);
                }
            });
            log.info("pop coupon code by lua script.result:{}", result);
            if (Objects.isNull(result)) {
                return Collections.emptyList();
            }
            return Splitter.on(SEPARATOR).splitToList(result.toString());
        } catch (JedisNoScriptException jnse) {
            log.error("no lua lock script found.try to reload it", jnse);
            reloadLuaScript();
            //加载后重新执行
            popCouponCode(activityId, num, --retryNum);
        } catch (Exception e) {
            log.error("failed to get a redis lock.key:{}", key, e);
        }
        return Collections.emptyList();
    }

    /**
     * 重新加载LUA脚本
     *
     * @throws Exception
     */
    public void reloadLuaScript() {
        synchronized (CouponCodeRedisQueueClient.class) {
            try {
                afterPropertiesSet();
            } catch (Exception e) {
                log.error("failed to reload redis lock lua script.retry load it.");
                reloadLuaScript();
            }
        }
    }

    /**
     * 构建Key
     *
     * @param activityId
     * @return
     */
    public String buildKey(String activityId) {
        return MessageFormat.format(COUPON_CODE_KEY_PATTERN, activityId);
    }

}

当然这种操作需要去提前把所有券的券码丢到redis里去，这里我们也碰到了一些问题（券码量比较大的情况下）。比如开始直接粗暴的用@PostConstruct去放入redis，导致项目启动需要很久很久。。这里就不展开了，说一下我们尝试的几种方法

• @PostConstruct注解
• CommandLineRunner接口
• redis的pipeline技术
• 先保证每个卡券有一定量的券码在redis，再用定时任务定时（根据业务量）去补