库存减扣关键点

库存减扣关键点如下：

• 同一个SKU，库存数量共享；
• 剩余库存必须要大于等于本次扣减数量，否则会出现超卖现象；
• 对同一个数量多用户并发扣减时，要注意并发安全，保证数据的一致性；
• 类似于秒杀这样高QPS的扣减场景，要保证性能与高可用；
• 对于购物车下单场景，多个商品库存批量扣减，要保证事务一致性；
• 如果发生交易退款，保证库存扣减可以返还：
• 返还的数据总量不能大于扣减总量；
• 返还要保证幂等性；
• 允许多次返还。

库存减扣时机

库存减扣时机需根据业务场景设计，通常有三种方案：

1. 加入购物车时减扣库存。将秒杀商品加入购物车，用户不一定购买，如果此时减扣库存，会造成库存被无效占用，使真正有购买欲望的用户因库存不足而无法下单。
2. 提交订单时减扣库存。用户提交下单请求，说明存在强烈的购买欲望，创建订单前先进行库存校验，库存不足则提示用户下单失败原因，库存足够则减扣库存，再通过MQ消息异步创建订单。该方案需要保证库存校验和库存减扣是原子性操作，否则会导致超卖，同时，需要设定支付失效，超时未支付则订单失效。
3. 支付订单时减扣库存。该方案可减少库存被无效占用，但会因为用户仅下单不支付而导致创建大量无效订单。

推荐方案：提交订单时减扣库存。

库存减扣方案

库存减扣方案主要有三种：

1. 基于数据库乐观锁方案
2. 基于Redis分布式锁+数据库方案
3. 基于Redis+Lua脚本+MQ+数据库方案（推荐）

基于Redis+Lua脚本+MQ+数据库方案

添加依赖

<!-- mybatis-plus -->
<dependency>
  <groupId>com.baomidou</groupId>
  <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<!-- mybatis-plus-generator -->
<dependency>
  <groupId>com.baomidou</groupId>
  <artifactId>mybatis-plus-generator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.freemarker</groupId>
  <artifactId>freemarker</artifactId>
</dependency>
<!-- mysql -->
<dependency>
  <groupId>mysql</groupId>
  <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
  <scope>runtime</scope>
</dependency>
<!-- druid -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba</groupId>
  <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<!-- redis -->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.apache.commons</groupId>
  <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

定义库存减扣参数

/**
 * 判断商品是否存在KEY标识
 */
public static final long EXISTS_FLAG=-2L;

/**
 * 配置库存缓存KEY前缀
 */
public static final String REDIS_KEY="STOCK:";

/**
 * 执行扣库存脚本
 */
public static String STOCK_LUA;

定义库存减扣Lua脚本

static {
    /**
      * 减扣库存LUA脚本
      * 库存（stock）-1：表示不限库存
      * 库存（stock） 0：表示没有库存
      * 库存（stock）大于0：表示剩余库存
      * @param 库存key
      * @return
      * -3：表示库存未初始化
      * -2：表示库存不足
      * -1：表示不限库存
      * 大于等于0：表示剩余库存（扣减之后的剩余库存）
      */
    final StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    stringBuilder.append("if(redis.call('exists',KEYS[1])==1)then");
    stringBuilder.append(" local stock=tonumber(redis.call('get',KEYS[1]));");
    stringBuilder.append(" local num=tonumber(ARGV[1]);");
    stringBuilder.append(" if(stock==-1)then");
    stringBuilder.append(" return -1;");
    stringBuilder.append(" end;");
    stringBuilder.append(" if(stock>=num)then");
    stringBuilder.append(" return redis.call('incrby',KEYS[1],0-num);");
    stringBuilder.append(" end;");
    stringBuilder.append(" return -2;");
    stringBuilder.append("end;");
    stringBuilder.append("return -3;");
    STOCK_LUA = stringBuilder.toString();
}

库存减扣代码实现

/**
 * 获取库存减扣后的剩余库存
 * @param batchNo 商品编号
 * @param expire 商品库存过期时长
 * @param num 商品库存减扣数量
 * @return 剩余库存：
 * 返回值大于等于0：表示剩余库存数量
 * 返回值-1：表示不限库存
 * 返回值-2：表示库存不足
 * 返回值-3：表示库存未初始化（即：商品库存不存在）
 */
private long getStock(String batchNo, long expire, long num){
    // 商品库存唯一标识
    final String key = REDIS_KEY + batchNo;
    // 获取商品库存剩余过期时长，返回-2表示商品库存不存在（即：库存未初始化）
    long expireKey = redisUtil.getExpireByKey(key);
    // expireKey==-2：表示key不存在，即：未初始化库存
    if(Objects.equals(EXISTS_FLAG, expireKey)){
        // 初始化商品库存，注意：此处是从数据库中获取商品库存数据
        redisUtil.set(key,2,expire);
        log.info("Redis未初始化库存，库存返回：{}",expireKey);
    }

    // 获取剩余库存数
    final Object obj = redisUtil.get(key);
    log.info("Redis初始化库存数：{}",String.valueOf(obj));
    // 减扣库存
    return stock(STOCK_LUA, key, num);
}

/**
 * 扣减之后剩余库存：-3表示库存未初始化，-2表示库存不足，-1表示不限库存，大于等于0表示剩余库存。
 * @param lua lua脚本
 * @param key 商品key
 * @param num 扣减数量
 * @return 剩余库存
 */
private long stock(String lua, String key, long num)
    try {
        RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(lua, Long.class);
        // 执行LUA脚本
        return redisUtil.executeLua(redisScript, Collections.singletonList(key), num);
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
        throw new GenericBusinessException("11001","库存减扣异常");
    }
}

注意：以上代码实现了基于Redis+Lua脚本的库存减扣，库存减扣成功后通过发送MQ消息的方式异步生成订单即可。