使用 Redis 实现库存扣减是一种常见的高并发场景下的解决方案，因为 Redis 作为内存数据库，具有高性能和低延迟的特点，能够快速响应库存扣减的请求。以下是一个常见的 Redis 实现库存扣减的方案：

基本思路

将商品的库存信息存储在 Redis 中，每当用户下单时，通过 Redis 进行库存的扣减操作。如果库存足够，则减库存并继续后续操作；如果库存不足，则返回库存不足的提示。

实现步骤

1. 初始化库存

   • 在商品上架时，将商品的初始库存设置到 Redis 中，使用 SET 或 INCRBY 等命令。例如：

     SET product_stock_1001 100  # 商品ID 1001 的库存为 100
     
     

2. 扣减库存操作

   • 用户发起购买请求时，使用 Redis 的原子性命令 DECR 或 DECRBY 对库存进行扣减，确保并发安全。可以用如下命令来进行库存扣减：

     DECRBY product_stock_1001 1  # 购买商品 1001 的数量为 1
     
     

   • DECRBY 是原子操作，能够在并发场景下确保正确的库存扣减。如果库存不足（小于0），则返回错误或提示库存不足。

3. 库存校验

   • 在执行扣减之前或之后，检查库存是否为负数。如果结果为负数，说明库存不足，可以使用 INCRBY 恢复库存并返回错误。例如：

     IF product_stock_1001 < 0 THEN
        INCRBY product_stock_1001 1
        RETURN '库存不足'
     ELSE
        CONTINUE
     
     

4. 防止超卖

   • 通过 Redis 的原子操作可以防止超卖。DECRBY 操作确保每次扣减时 Redis 服务器会自动判断库存是否小于零，避免多个请求同时成功扣减超出库存量。

5. 订单处理和回滚

   • 如果库存扣减成功，接下来需要生成订单并进行支付操作。如果支付失败或订单失败，则需要回滚 Redis 中的库存，可以使用 INCRBY 将库存恢复：

     INCRBY product_stock_1001 1  # 恢复之前扣减的库存
     
     

完整流程图

1. 初始化库存：在 Redis 中设置商品库存值。
2. 用户下单：
   • 先 DECRBY 进行库存扣减；
   • 如果 DECRBY 返回的库存值为负数，则恢复库存并返回库存不足；
   • 如果扣减成功，继续生成订单，支付。
3. 支付结果处理：
   • 如果支付成功，订单生效；
   • 如果支付失败或订单失败，则回滚库存。

注意点

1. 持久化问题

   • Redis 的数据是保存在内存中的，尽管 Redis 提供了数据持久化机制（如 RDB 和 AOF），但仍然有可能出现数据丢失的情况。因此，在长时间运行的系统中，建议定期将 Redis 中的库存数据同步回数据库中以确保一致性。

2. 缓存穿透和击穿

   • 如果大量请求涌入系统且某商品的库存为 0，可以考虑对库存为 0 的商品进行缓存，避免大量请求直接穿透到数据库。
   • 还可以设置库存的过期时间，通过 Lua 脚本来处理更复杂的库存扣减逻辑。

3. 使用 Lua 脚本保证操作原子性

   • 如果扣减库存和其他操作需要一起进行，可以使用 Redis 的 Lua 脚本来保证这些操作的原子性。例如，可以使用 Lua 脚本同时进行库存扣减和校验库存是否足够，从而避免在高并发下出错。

   示例 Lua 脚本：

   local stock = redis.call('GET', KEYS[1])
   if tonumber(stock) < tonumber(ARGV[1]) then
      return -1
   end
   return redis.call('DECRBY', KEYS[1], ARGV[1])
   
   

4. 预热库存

   • 如果 Redis 中的库存数据来自数据库，在高并发场景下可以在系统启动时预热库存，避免在秒杀或抢购开始时造成库存数据不一致的情况。