电商系统里用Redis做架构设计那些技术细节和实现方式讲解

（根据“阿里技术”公众号发布的关于电商场景下Redis应用的系列文章，以及“美团技术团队”博客中关于缓存架构的实践分享进行整合阐述）

在电商系统里，Redis就像是一个超级快的临时仓库和调度中心，它不直接存储像用户地址、商品详情这种最终要落在数据库里的核心数据，而是用来存放那些被频繁访问、计算复杂但又可以暂时容忍丢失的“热”数据，或者用来协调系统里各个部分之间的工作节奏,下面具体讲讲几个关键场景下是怎么用它来设计的。

把商品详情页“搬”进Redis，给数据库减负

（思路参考“阿里技术”对商品体系的缓存设计） 一个爆款商品上线，比如iPhone新品发售，瞬间会有几十万上百万人点击查看详情页，如果每次点击都去查询后面的MySQL数据库，数据库很快就会因为连接数太多而崩溃,这时候就用上Redis了。

具体做法是：当第一个用户请求某个商品详情时，系统会先去Redis里查有没有这个商品ID对应的数据，如果没有（这叫缓存未命中），再去数据库里把完整的商品信息（比如标题、图片、价格、规格等）查出来，不是直接把这一大块数据塞进Redis就完事了，而是会做一个重要的步骤：序列化，简单说，就是把从数据库里查出来的复杂结构的数据，打包成一个Redis能高效存储和读取的字符串格式（比如JSON格式），把这个字符串用商品ID作为Key存到Redis里，并设置一个过期时间,比如10分钟。

这样，后续再有用户来查询同一个商品，系统就直接从Redis里读取这个字符串，然后快速解包（反序列化）成页面需要的数据展示给用户，因为Redis的速度极快，是内存操作，所以能轻松应对巨大的访问量，设置过期时间是为了防止商品信息被修改后，用户看到的还是旧的缓存数据，当后台运营修改了商品价格后，系统可以主动把这个商品ID的缓存删除（这叫清除缓存），这样下次用户再来查询时,就会重新从数据库加载最新数据并缓存起来。

用Redis实现秒杀扣库存，避免超卖

（思路融合了“阿里技术”和“美团技术团队”对秒杀场景的解决方案） 秒杀的核心难题是：100件特价商品，几万人同时点击购买，如何保证不卖出101件？如果直接在数据库里执行“库存减1”的操作，数据库在处理这种极端并发更新时非常吃力,容易出错导致超卖。

Redis的单线程特性和原子操作非常适合这个场景，常见的做法是：在秒杀活动开始前，提前把每件秒杀商品的库存数量，比如100，设置到Redis里，用一个简单的Key-Value存储，Key是商品ID,Value是库存数量100。

当用户点击“立即购买”时，系统不是直接走复杂的下单流程，而是先发一个请求到Redis，执行一个叫 DECR 的命令，这个命令的作用是：将指定Key的值原子性地减1，所谓原子性，就是说在减1的这个瞬间，这个操作是不可打断的，即使十万人同时发请求，Redis也会排着队一个一个地处理,DECR命令还会返回减1之后的值。

系统拿到这个返回值判断：如果返回值大于等于0，说明扣减成功，这个用户抢到了购买资格，这时才允许他进入后续的下单、付款流程，如果返回值小于0，说明库存已经扣减到零以下了，意味着商品已经卖光，系统直接给用户返回“已售罄”的提示。

通过这种方式，把最关键的库存扣减这个高并发操作，用Redis一个简单的原子命令就扛住了，保证了不会超卖，等秒杀结束后,系统再异步地将Redis中的最终库存同步回数据库。

用Redis集合管理购物车，实现多端同步

（参考常见电商架构实践） 购物车的特点是：读多写多（频繁增删商品），且需要长期保存，如果用数据库存，每次增加一件商品都要更新数据库，压力大，而且用户在不同设备（手机APP、电脑网页）上登录时,要保证看到的是同一个购物车。

用Redis的 Hash 数据结构非常适合，为每个用户分配一个唯一的购物车Key（cart:userId123"），这个Key下面，用字段（Field）-值（Value）对来存储商品信息，字段可以是商品ID，值可以是一个JSON字符串，里面包含了这件商品在用户购物车里的数量、加入时间、选中的规格等。

当用户添加商品时，只需向这个用户的Hash里添加或更新一个字段，查询购物车时，一次性获取这个Hash里的所有字段和值即可，因为所有操作都在内存中，速度非常快，由于同一个用户的购物车数据永远只通过那一个Key来读写，所以无论用户从哪个设备登录，操作的都是Redis里的同一份数据,自然就实现了多端同步。

用Redis做分布式锁，防止重复下单

（思路来源于“美团技术团队”对分布式锁的详解） 有时候因为网络延迟，用户可能会连续点击好几次“提交订单”按钮，如果没有控制，系统可能会创建出多个重复的订单，在分布式系统里，多个服务器实例同时处理请求，简单的代码判断不足以解决这个问题，需要用一把全局的“锁”。

Redis可以用来实现一个简单的分布式锁，当用户提交订单时，系统尝试在Redis中执行一个命令：SETNX（SET if Not eXists），意思是，用一个唯一的Key（比如由用户ID和业务类型组成）去Redis里设置一个值，只有当这个Key不存在时，设置才能成功，如果设置成功，就认为这个用户拿到了锁，允许他继续创建订单，给这个Key设置一个较短的过期时间（比如5秒）,防止因为系统崩溃导致锁永远无法释放。

如果用户重复点击，第二次尝试SETNX时，会因为Key已经存在而失败，系统就知道有一个订单正在创建中，直接返回“请勿重复提交”的提示，等订单创建完成（或锁过期），再删除这个Key，释放锁,这样就有效地防止了重复下单。

在电商架构里，Redis通过其高速的内存读写能力和丰富的数据结构，在缓存加速、高并发计数、数据暂存和分布式协调等环节发挥着关键作用,是保障系统高性能和高可用的重要组件。