简单介绍之秒杀系统

如何设计一个秒杀系统，是后台求职的标准问题，可以考出求职者方方面面的知识面，以下为自己对设计秒杀系统的总结和心得。尽可量拓展面试中可能遇到的问题和实际设计中一些关键的问题。

一，简介

秒杀系统就是电商系统的一种形式，通过设计秒杀模块来应对实际电商平台中最考验系统架构的部分。

秒杀系统特点：业务简单（卖家查询，买家下订单减库存），商品定时上架，时间短，瞬时并发量高。

拼多多App中这种设计很常见，动不动就会蹦出来一个秒杀模块，这就是我们目标需要实现的系统。

二，设计思路

核心思路是通过缓存，异步，限流来保证系统的高并发和高可用。

设计框架采用流行的微服务框架dubbo（上一篇有介绍），主要把业务分开实现系统间低耦合。

流程：（1）查询商品；（2）创建订单；（3）扣减库存；（4）更新订单；（5）付款；（6）卖家发货。

设计思路：
将请求拦截在系统上游，降低下游压力
充分利用缓存：利用缓存可极大提高系统读写速度
消息队列：消息队列可以削峰，将拦截大量并发请求，这也是一个异步处理过程，后台业务根据自己的处理能力，从消息队列中主动拉取请求信息进行业务处理

前端方案：
页面静态化：将活动页面上所有可以静态的元素静态化，减少动态元素。
将秒杀活动的静态页面提前刷到CDN节点
禁止重复提交：用户提交之后按钮置灰
使用验证码：防止机器人，爬虫以及分散用户请求
用户限流：在某一时间段只允许用户提交一次请求，比如采取IP限流

后端方案：
采用消息队列缓存请求
利用缓存应对读写请求
数据库加乐观锁防止超卖
业务逻辑分离，微服务框架

测试： Apache JMeter压测工具

 

注册中心使用zookeeper；
缓存采用redis；
消息队列采用RabbitMQ;
用户请求全部交由Gateway模块处理；
Gateway模块使用RPC的方式调用其他模块提供的服务完成业务处理。

 

三，技术难题

高并发
通过缓存，异步，限流来保证系统的高并发和高可用。

上边我们用的所有策略都是保证系统的高并发和高可用。

1. 同一个账号发出多个请求->可以通过Redis这种内存缓存服务，写入一个标志位,只允许1个请求写成功，结合watch的乐观锁的特性，成功写入的则可以继续参加。

2. 多个账号多个请求（同一IP）->弹出验证码或者直接禁止发送多个请求的IP

 

超卖问题

由于产品限量，到达临界值时由于多线程很难控制，很容易出现请求完成数大于限量商品数，而且都通过余量判断的情况。这就发生了超卖问题。

以下提供三种思路：

悲观锁：在修改数据时采用锁定状态，排斥修改。缺点是可能让请求永远的不到锁，死在那里。

FIFO队列：强行把多线程改成单线程 缺点高峰段相应下降

乐观锁：版本更新，符合版本号的才能成功，比如zk的watch，redis的过期时间；缺点是会增大CPU开销

其他改进数据库方面加唯一索引：防止用户重复购买。

四，常见问题

Redis有什么用

1. 分布式session

在用户登录成功之后，将用户信息存储在redis中，然后生成一个token返回给客户端，这个token为存储在redis中的用户信息的key，这样，当客户端第二次访问服务端时会携带token，首先到redis中获取查询该token对应的用户使用是否存在，这样也就不用每次到数据库中去查询是不是该用户了，从而减轻数据库的访问压力

2. 缓存写操作，减少并发压力

存储秒杀地址和订单信息。在做秒杀时，需要先查询数据库中的商品库存，确保逻辑正确，我们将库存信息信息存储在redis中，从而可以减少对数据库的访问。

3. 缓存动态资源，减少数据库压力

存储商品列表页面，减少对数据库列表信息的访问。

系统如何再优化

使用内存标记减少redis访问

秒杀接口地址不写到客户端

在秒杀开始之前，秒杀接口地址不要写到客户端，而是在秒杀开始之后，将秒杀地址动态地在客户端和服务器间进行交互完成拼接。这样一来，秒杀开始之前，秒杀地址对客户端不可见。

实现思路：秒杀开始之前，先去请求接口获取秒杀地址；接口改造，带上@pathVariable参数； 添加生成地址的接口；秒杀收到请求，先验证@pathVariable参数。

使用Nginx水平扩展

REST架构风格，事件驱动设计，全异步网络IO，善于处理高并发事务。

五，反思

要学会如何介绍好一个系统，首先要知道这个系统的基础知识，然后根据框架图分部分勾勒出整个系统的概况。再结合提问的问题回答所要回答的问题。当然，回答问题的深度取决于你理解技术的深度。比如redis的作用做缓存，要先总体说redis是什么，举出项目中的实例，然后技术上讲redis在工程里可以起到什么样的作用。

测试模板：https://wwwblogs/111testing/p/11437221.html