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PHP + Redis 实现抽奖算法(ThinkPHP5)

article 2024/9/20 19:53:03

在使用 ThinkPHP5 和 Redis 实现抽奖算法时，我们可以结合 Redis 的高性能数据结构来管理奖品的库存、用户的抽奖机会，并确保并发情况下的公平性和一致性。下面是一个实现抽奖算法的示例，涵盖了以下步骤：

设置奖品池：将奖品和奖品数量存储在 Redis 中。
用户抽奖：根据抽奖概率，从奖品池中抽取奖品。
中奖处理：扣减奖品库存并记录中奖信息。
避免重复中奖：确保用户在抽奖期间不会重复抽中相同的奖品。

1. 初始化奖品池及其中奖概率

首先，在初始化奖品池时，为每个奖品设置库存和中奖概率。这里的中奖概率总和可以小于或大于100%。

在 Redis 中创建一个哈希表来存储奖品及其库存。可以在 ThinkPHP 的控制器中初始化奖品池。

use think\facade\Cache;

class LotteryController {
    // 初始化奖品池
    public function initPrizePool() {
        $prizes = [
            'prize1' => ['quantity' => 10, 'probability' => 50],  // 奖品1，库存10个，中奖概率50%
            'prize2' => ['quantity' => 5,  'probability' => 30],  // 奖品2，库存5个，中奖概率30%
            'prize3' => ['quantity' => 1,  'probability' => 15],  // 奖品3，库存1个，中奖概率15%
            'prize4' => ['quantity' => 50, 'probability' => 5]    // 奖品4，库存50个，中奖概率5%
        ];

        foreach ($prizes as $prize => $data) {
            Cache::store('redis')->hSet('prize_pool', $prize, $data['quantity']);
            Cache::store('redis')->hSet('prize_probabilities', $prize, $data['probability']);
        }

        return json(['status' => 'Prize pool initialized']);
    }
}

2. 高并发下用户抽奖逻辑

编写抽奖逻辑，随机抽取奖品，加入 Redis 锁的获取和释放逻辑：

use think\facade\Cache;

class LotteryController {
    // 用户抽奖
    public function draw() {
        $userId = session('user_id'); // 获取当前用户ID
        $lockKey = "lock:draw"; // 锁的键
        $lockTimeout = 5; // 锁定时间（秒）

        // 尝试获取锁
        if (Cache::store('redis')->set($lockKey, $userId, ['nx', 'ex' => $lockTimeout])) {
            try {
                // 检查用户是否已经中奖，防止重复抽奖
                if (Cache::store('redis')->hExists('user_prizes', $userId)) {
                    return json(['status' => 'fail', 'message' => 'You have already won a prize!']);
                }

                // 获取奖品池
                $prizePool = Cache::store('redis')->hGetAll('prize_pool');
                if (empty($prizePool)) {
                    return json(['status' => 'fail', 'message' => 'No prizes available']);
                }

                // 获取奖品的概率列表
                $prizeProbabilities = Cache::store('redis')->hGetAll('prize_probabilities');

                // 计算总概率
                $totalProbability = array_sum($prizeProbabilities);

                // 生成一个随机数
                $rand = mt_rand(1, $totalProbability);

                // 根据随机数选择奖品
                $cumulativeProbability = 0;
                $selectedPrize = null;

                foreach ($prizeProbabilities as $prize => $probability) {
                    $cumulativeProbability += $probability;
                    if ($rand <= $cumulativeProbability) {
                        $selectedPrize = $prize;
                        break;
                    }
                }

                // 确认有选中奖品
                if (!$selectedPrize) {
                    return json(['status' => 'fail', 'message' => 'Sorry, better luck next time']);
                }

                // 检查奖品库存并更新
                $remaining = Cache::store('redis')->hIncrBy('prize_pool', $selectedPrize, -1);
                if ($remaining < 0) {
                    // 如果库存不足，恢复库存并返回失败信息
                    Cache::store('redis')->hIncrBy('prize_pool', $selectedPrize, 1);
                    return json(['status' => 'fail', 'message' => 'Sorry, all prizes are gone']);
                }

                // 记录用户中奖信息
                Cache::store('redis')->hSet('user_prizes', $userId, $selectedPrize);

                return json(['status' => 'success', 'message' => 'Congratulations, you won!', 'prize' => $selectedPrize]);

            } finally {
                // 释放锁
                Cache::store('redis')->del($lockKey);
            }
        } else {
            return json(['status' => 'fail', 'message' => 'System busy, please try again later']);
        }
    }
}

3. 解释并发处理逻辑

分布式锁：在抽奖逻辑的开始，我们使用 Redis 的 set 命令来获取一个分布式锁，确保当前操作的唯一性。锁的 nx 参数表示“仅在键不存在时设置键”，ex 参数设置锁的超时时间（这里是5秒）。
获取锁成功：如果当前用户成功获取了锁，则继续执行抽奖逻辑。在抽奖结束后，无论成功与否，都需要释放锁。
获取锁失败：如果获取锁失败，说明有另一个用户正在执行抽奖操作，当前用户会收到系统繁忙的提示。
库存处理：在确定用户抽中某个奖品后，使用 Redis 的 hIncrBy 命令减少该奖品的库存。如果库存不足，会回滚该操作并返回失败信息。