asp.net c# 通过消息队列处理高并发请求（以抢小米手机为例）
chenxizhaolu 人气:2网站面对高并发的情况下，除了增加硬件， 优化程序提高以响应速度外，还可以通过并行改串行的思路来解决。这种思想常见的实践方式就是数据库锁和消息队列的方式。这种方式的缺点是需要排队，响应速度慢，优点是节省成本。
演示一下现象
创建一个在售产品表
CREATE TABLE [dbo].[product](
[id] [int] NOT NULL,--唯一主键
[name] [nvarchar](50) NULL,--产品名称
[status] [int] NULL ,--0未售出 1 售出 默认为0
[username] [nvarchar](50) NULL--下单用户
)
添加一条记录
insert into product(id,name,status,username) values(1,'小米手机',0,null)
创建一个抢票程序
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("失败，产品已经被卖光");
}
else
{
//模拟数据库慢造成并发问题
Thread.Sleep(5000);
product.status = 1;
product.username= userName;
db.SaveChanges();
return Content("成功购买");
}
}
}
如果我们在5秒内一次访问以下两个地址，那么返回的结果都是成功购买且数据表中的username是lisi。
/controller/PlaceOrder?username=zhangsan
/controller/PlaceOrder?username=lisi
这就是并发带来的问题。
第一阶段，利用线程锁简单粗暴
Web程序是多线程的，那我们把他在容易出现并发的地方加一把锁就可以了，如下图处理方式。
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("失败，产品已经被卖光");
}
else
{
//模拟数据库慢造成并发问题
Thread.Sleep(5000);
product.status = 1;
product.username = userName;
db.SaveChanges();
return Content("成功购买");
}
}
}
}
这样每一个请求都是依次执行，不会出现并发问题了。
优点：解决了并发的问题。
缺点：效率太慢，用户体验性太差，不适合大数据量场景。
第二阶段，拉消息队列，通过生产者，消费者的模式
1，创建订单提交入口（生产者）
public class HomeController : Controller
{
/// <summary>
/// 接受订单提交（生产者)
/// </summary>
/// <returns></returns>
public ContentResult PlaceOrderQueen(string userName)
{
//直接将请求写入到订单队列
OrderConsumer.TicketOrders.Enqueue(userName);
return Content("wait");
}
/// <summary>
/// 查询订单结果
/// </summary>
/// <returns></returns>
public ContentResult PlaceOrderQueenResult(string userName)
{
var rel = OrderConsumer.OrderResults.Where(p => p.userName == userName).FirstOrDefault();
if (rel == null)
{
return Content("还在排队中");
}
else
{
return Content(rel.Result.ToString());
}
}
}
2，创建订单处理者(消费者)
/// <summary>
/// 订单的处理者（消费者）
/// </summary>
public class OrderConsumer
{
/// <summary>
/// 订票的消息队列
/// </summary>
public static ConcurrentQueue<string> TicketOrders = new ConcurrentQueue<string>();
/// <summary>
/// 订单结果消息队列
/// </summary>
public static List<OrderResult> OrderResults = new List<OrderResult>();
/// <summary>
/// 订单处理
/// </summary>
public static void StartTicketTask()
{
string userName = null;
while (true)
{
//如果没有订单任务就休息1秒钟
if (!TicketOrders.TryDequeue(out userName))
{
Thread.Sleep(1000);
continue;
}
//执行真实的业务逻辑（如插入数据库）
bool rel = new TicketHelper().PlaceOrderDataBase(userName);
//将执行结果写入结果集合
OrderResults.Add(new OrderResult() { Result = rel, userName = userName });
}
}
}
3，创建订单业务的实际执行者
/// <summary>
/// 订单业务的实际处理者
/// </summary>
public class TicketHelper
{
/// <summary>
/// 实际库存标识
/// </summary>
private bool hasStock = true;
/// <summary>
/// 执行一个订单到数据库
/// </summary>
/// <returns></returns>
public bool PlaceOrderDataBase(string userName)
{
//如果没有了库存，则直接返回false，防止频繁读库
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);//模拟数据库的效率比较慢，执行插入时间比较久
product.status = 1;
product.username = userName;
db.SaveChanges();
return true;
}
}
}
}
/// <summary>
/// 订单处理结果实体
/// </summary>
public class OrderResult
{
public string userName { get; set; }
public bool Result { get; set; }
}
4，在程序启动前，启动消费者线程
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事件里单独开启一个消费者线程
Task.Run(OrderConsumer.StartTicketTask);
}
这样程序的运行模式是：用户提交的需求里都会添加到消息队列里去排队处理，程序会依次处理该队列里的内容（当然可以一次取出多条来进行处理，提高效率）。
优点：比上一步快了。
缺点：不够快，而且下单后需要轮询另外一个接口判断是否成功。
第三阶段 反转生产者消费者的角色，把可售产品提前放到队列里，然后让提交的订单来消费队列里的内容
1,创建生产者并且在程序启动前调用其初始化程序
public class ProductForSaleManager
{
/// <summary>
/// 待售商品队列
/// </summary>
public static ConcurrentQueue<int> ProductsForSale = new ConcurrentQueue<int>();
/// <summary>
/// 初始化待售商品队列
/// </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);
//程序启动前，先初始化待售产品消息队列
ProductForSaleManager.Init();
}
}
2，创建消费者
public class OrderController : Controller
{
/// <summary>
/// 下订单
/// </summary>
/// <param name="userName">订单提交者</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($"下单成功，对应产品id为：{pid}");
}
else
{
await Task.CompletedTask;
return Content($"商品已经被抢光");
}
}
}
3，当然还需要一个业务的实际执行者
/// <summary>
/// 订单业务的实际处理者
/// </summary>
public class TicketHelper2
{
/// <summary>
/// 执行复杂的订单操作（如数据库）
/// </summary>
/// <param name="userName">下单用户</param>
/// <param name="pid">产品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();
}
}
}
}
这样我们同时访问下面三个地址，如果数据库里只有两个商品的话，会有一个请求结果为：商品已经被抢光。
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=zhangsan
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=lisi
http://localhost:88/Order/PlaceOrder?userName=wangwu
这种处理方式的优点为：执行效率快，相比第二种方式不需要第二个接口来返回查询结果。
缺点：暂时没想到，欢迎大家补充。
说明：该方式只是个人猜想，并非实际项目经验，大家只能作为参考，慎重用于项目。欢迎大家批评指正。
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