秒杀系统设计

一、业务特点

1. 瞬时并发量大

(1)大量用户会在同一时间进行抢购

(2)网站瞬时访问流量激增

2. 库存少

(1)访问请求数量远远大于库存数量

(2)只有少部分用户能够秒杀成功

3. 业务流程简单

流程比较简单,一般都是下订单、扣库存、支付订单。

 

二、技术难点

1. 现有业务的冲击

秒杀是营销活动中的一种,如果和其他营销活动应用部署在同一服务器上,肯定会对现有其他活动造成冲击,极端情况下可能导致整个电商系统服务宕机。

2. 上游拦截

下单页面是一个正常的 URL 地址,需要控制在秒杀开始前,不能下订单,只能浏览对应活动商品的信息。简单来说,需要 Disable 订单按钮。

3. 页面流量突增:

秒杀活动开始前后,会有很多用户请求对应商品页面,会造成后台服务器的流量突增,同时对应的网络带宽增加,需要控制商品页面的流量不会对后台服务器、数据库、Redis等组件的造成过大的压力。

 

三、架构设计思想

1. 限流

由于活动库存量一般都是很少,对应的只有少部分用户才能秒杀成功。所以我们需要限制大部分用户流量,只准少量用户流量进入后端服务器。

2. 削峰

秒杀开始的那一瞬间,会有大量用户冲击进来,所以在开始时候会有一个瞬间流量峰值。如何把瞬间的流量峰值变得更平缓,是能否成功设计好秒杀系统的关键因素。实现流量削峰填谷,一般的采用缓存和 MQ 中间件来解决。

3. 异步

秒杀其实可以当做高并发系统来处理,在这个时候,可以考虑从业务上做兼容,将同步的业务,设计成异步处理的任务,提高网站的整体可用性。

4. 缓存

秒杀系统的瓶颈主要体现在下订单、扣减库存流程中。在这些流程中主要用到 OLTP (On-Line Transaction Processing联机事务处理过程)的数据库,类似 MySQL、SQLServer、Oracle。由于数据库底层采用 B+ 树的储存结构,对应我们随机写入与读取的效率,相对较低。如果我们把部分业务逻辑迁移到内存的缓存或者Redis中,会极大的提高并发效率。

 

四、秒杀整体流程图

秒杀系统核心在于层层过滤,逐渐递减瞬时访问压力,减少最终对数据库的冲击。通过上面流程图就会发现压力最大的地方在哪里?  

MQ 排队服务,只要 MQ 排队服务顶住,后面下订单与扣减库存的压力都是自己能控制的,根据数据库的压力,可以定制化创建订单消费者的数量,避免出现消费者数据量过多,导致数据库压力过大或者直接宕机。  

库存服务专门为秒杀的商品提供库存管理,实现提前锁定库存,避免超卖的现象。同时,通过超时处理任务发现已抢到商品,但未付款的订单,并在规定付款时间后,处理这些订单,将恢复订单商品对应的库存量。

总结:核心思想是层层过滤;尽量将请求拦截在上游,降低下游的压力;充分利用缓存与消息队列,提高请求处理速度以及削峰填谷的作用

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