ASP.NET 抢购系统设计与实现

在高并发场景下，如抢购活动中，ASP.NET应用程序面临巨大的挑战，为了应对这些挑战，本文将详细介绍如何使用消息队列处理高并发请求，并以抢购小米手机为例进行说明。

一、背景与需求

随着电商平台的兴起，抢购活动成为吸引用户的重要手段之一，高并发访问带来的性能问题和数据一致性问题成为了开发者需要解决的关键难题，传统的同步处理方式在面对大量并发请求时容易出现数据不一致、资源争抢等问题，需要一种更为优雅的解决方案来应对这些问题。

二、消息队列简介

消息队列是一种用于处理高并发请求的技术，它通过将请求转化为消息并放入队列中，然后由后台服务逐个处理这些消息，从而实现了从并行到串行的转变，这种方式不仅可以有效避免并发冲突，还能显著降低服务器压力，节省成本，常见的消息队列实现有Microsoft的Windows Communication Foundation (WCF)、RabbitMQ、Azure Service Bus等。

三、数据库设计

我们需要创建一个商品表来存储商品的相关信息，以下是一个简单的商品表结构：

CREATE TABLE [dbo].[product](
    [id] [int] NOT NULL, -唯一主键
    [name] [nvarchar](50) NULL, -产品名称
    [status] [int] NULL, -0表示未售出，1表示已售出，默认为0
    [username] [nvarchar](50) NULL -下单用户
)

我们添加一条记录来表示待抢购的商品：

INSERT INTO product(id, name, status, username) VALUES(1, '小米手机', 0, null)

四、抢购逻辑实现

1. 不使用消息队列的传统方式

在不使用消息队列的情况下，当多个用户同时发起抢购请求时，可能会出现并发问题，两个用户几乎同时访问PlaceOrder接口，导致两个请求都认为商品还未被售出，从而都成功购买了商品，这显然不符合业务逻辑。

以下是一个简化的抢购接口实现：

public ContentResult PlaceOrder(string userName)
{
    using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
    {
        var product = db.product.Where(p => p.status == 0).FirstOrDefault();
        if (product.status == 1)
        {
            return Content("失败，产品已经被卖光");
        }
        else
        {
            // 模拟数据库操作延迟
            Thread.Sleep(5000);
            product.status = 1;
            product.username = userName;
            db.SaveChanges();
            return Content("成功购买");
        }
    }
}

2. 使用线程锁改进

为了解决并发问题，可以在容易出现并发的地方加一把锁：

private static object _lock = new object();
public ContentResult PlaceOrder(string userName)
{
    using (RuanMou2020Entities db = new RuanMou2020Entities())
    {
        lock (_lock)
        {
            var product = db.product.Where(p => p.status == 0).FirstOrDefault();
            if (product.status == 1)
            {
                return Content("失败，产品已经被卖光");
            }
            else
            {
                // 模拟数据库操作延迟
                Thread.Sleep(5000);
                product.status = 1;
                product.username = userName;
                db.SaveChanges();
                return Content("成功购买");
            }
        }
    }
}

虽然线程锁可以解决并发问题，但会限制系统的吞吐量，因为所有请求必须依次执行，降低了响应速度。

3. 使用消息队列优化

更优雅的解决方案是引入消息队列，具体步骤如下：

1、用户发起购买请求时，将请求封装成消息并发送到消息队列。

2、后台服务监听消息队列，接收到消息后处理购买请求，更新商品状态。

3、如果商品已售罄，则返回失败信息；否则，更新商品状态并记录下单用户。

4、服务确认消息已被处理，从队列中删除该消息。

以下是使用RabbitMQ实现消息队列的示例代码：

// 生产者（订单提交入口）
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...");
        }
        else
        {
            return Content($"{rel.result}");
        }
    }
}

// 消费者（后台服务）
public class OrderConsumer
{
    public static Queue<string> TicketOrders = new Queue<string>();
    public static ConcurrentDictionary<string, string> OrderResults = new ConcurrentDictionary<string, string>();
    public static void StartConsume()
    {
        while (true)
        {
            if (TicketOrders.Count > 0)
            {
                string userName = TicketOrders.Dequeue();
                // 模拟处理时间
                Thread.Sleep(3000);
                // 实际业务逻辑处理...
                // 假设处理成功后返回结果
                OrderResults[userName] = "成功购买";
            }
        }
    }
}

通过引入消息队列，ASP.NET应用程序可以有效地处理高并发请求，确保数据一致性，同时减轻服务器的压力，尽管牺牲了一部分即时响应速度，但整体上提高了系统的扩展性和稳定性，在实际开发中，可以根据业务需求权衡选择合适的并发控制策略，未来还可以进一步优化消息队列的可靠性、容错性和扩展性，以适应不断增长的业务需求。

小伙伴们，上文介绍了“asp.net 抢购”的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。