Document

1. 负载均衡（Load Balancing）

• Nginx/HAProxy：通过负载均衡分发流量，防止单个服务器过载。
• CDN：将静态资源（图片、CSS、JS 等）缓存到 CDN 节点，减轻源站服务器压力。

2. 缓存（Cache）

• Redis/Memcached：利用缓存层加速频繁访问的数据，如商品信息、库存数量等。通过预热缓存，避免大量请求直接访问数据库。
• 页面静态化：对抢购页面进行 HTML 静态化，减少 PHP 后端的请求压力。可以通过定时更新 HTML 缓存的方式保持内容实时性。

3. 数据库优化（Database Optimization）

• 数据库读写分离：通过主从复制，将读操作分担到从库，减轻主库压力。
• 分表分库：根据用户 ID、订单 ID 等对表进行分片，避免单张表数据过多导致查询效率下降。
• 索引优化：为高频查询字段添加索引，提高查询速度。
• 行锁和事务：抢购时需要锁定库存和订单相关表，通过行锁避免超卖，确保数据一致性。

4. 消息队列（Message Queue）

• Kafka/RabbitMQ/RocketMQ：通过消息队列异步处理耗时的任务，例如订单生成、库存更新等。消费者处理队列中的订单，确保操作顺序执行。
• 削峰填谷：在抢购时，消息队列可帮助缓冲瞬间涌入的大量请求，从而平稳地处理订单。

5. 限流与排队（Rate Limiting & Queuing）

• 令牌桶算法或漏桶算法：使用限流算法，防止流量暴增导致系统崩溃。Nginx 或 PHP 可以结合 Redis 实现限流。
• Redis 排队：在 Redis 中通过 LPUSH、RPOP 实现排队，将请求按顺序处理，防止并发操作导致超卖。
• 限流中间件：例如 Guava 的 RateLimiter，或使用 Redis 实现简易的限流策略。

6. 分布式锁（Distributed Lock）

• Redis 分布式锁：使用 SETNX 和 EXPIRE 实现锁机制，控制多个请求对同一资源的并发访问。
• ZooKeeper 分布式锁：ZooKeeper 适用于需要严格锁机制的场景，可以确保锁的高可靠性。

7. 库存扣减策略

• Redis 扣库存：抢购场景下可以先将库存同步到 Redis，抢购请求直接操作 Redis 的库存值，通过 INCRBY 和 DECRBY 操作实现库存的原子性扣减。
• 数据库最终一致性：将 Redis 扣减后的数据异步写回数据库，保证数据的最终一致性。

8. 应用层优化

• 异步化和队列化：尽可能将非核心业务流程（如发送短信、生成报表）异步处理。
• PHP-FPM 配置优化：调整 PHP-FPM 的 max_children、max_requests 等参数，提高 PHP 的并发处理能力。

9. 性能监控与告警

• APM（应用性能监控）：使用工具如 New Relic、SkyWalking、Prometheus 等，实时监控 PHP 应用的性能，快速发现和定位瓶颈。
• 日志监控：通过 ELK（Elasticsearch、Logstash、Kibana）对日志进行集中存储和分析，便于跟踪高并发情况下的错误和异常。

示例流程

一个典型的抢购流程可能会涉及以下步骤：

1. 用户请求进入负载均衡，通过 Redis 限流。
2. 通过 Redis 分布式锁或排队机制控制抢购顺序，避免超卖。
3. Redis 扣减库存，并将扣减信息异步写入消息队列。
4. 消息队列消费订单消息，生成订单并更新数据库库存。
5. 在缓存和数据库同步成功后，订单完成并通知用户。

<?php

// 引入 Kafka 生产者库和 Redis 扩展
use RdKafka\Producer;
use RdKafka\Conf;

class FlashSaleHandler
{
    private $redis;
    private $kafkaProducer;
    private $topic;

    public function __construct()
    {
        // 初始化 Redis 连接
        $this->redis = new Redis();
        $this->redis->connect('127.0.0.1', 6379);

        // 初始化 Kafka 生产者
        $conf = new Conf();
        $conf->set('metadata.broker.list', 'localhost:9092');
        $this->kafkaProducer = new Producer($conf);
        $this->topic = $this->kafkaProducer->newTopic("order_topic");
    }

    /**
     * 处理抢购请求
     */
    public function handleRequest($userId, $productId)
    {
        $lockKey = "flash_sale_lock:" . $productId;

        // 使用 Redis 分布式锁，过期时间设置为 1 秒，避免死锁
        if ($this->redis->set($lockKey, 1, ['nx', 'ex' => 1])) {
            try {
                // 检查库存
                $stockKey = "product_stock:" . $productId;
                $stock = $this->redis->get($stockKey);

                if ($stock > 0) {
                    // 扣减库存
                    $this->redis->decr($stockKey);

                    // 推送订单生成消息到 Kafka
                    $orderData = [
                        'user_id' => $userId,
                        'product_id' => $productId,
                        'timestamp' => time()
                    ];
                    $this->topic->produce(RD_KAFKA_PARTITION_UA, 0, json_encode($orderData));
                    $this->kafkaProducer->poll(0);

                    echo "抢购成功，订单正在生成中...";
                } else {
                    echo "库存不足，抢购失败。";
                }
            } finally {
                // 释放锁
                $this->redis->del($lockKey);
            }
        } else {
            echo "系统繁忙，请稍后重试。";
        }

        // 确保队列中的消息被发送
        $this->kafkaProducer->flush(1000);
    }
}

// 测试抢购请求
$flashSaleHandler = new FlashSaleHandler();
$userId = $_GET['user_id'] ?? 1;
$productId = $_GET['product_id'] ?? 101;

$flashSaleHandler->handleRequest($userId, $productId);