目錄

1. 什么是秒殺？

2. 秒殺系統(tǒng)的特點(diǎn)

3. 如何設(shè)計(jì)秒殺系統(tǒng)？

3.1 前端秒殺設(shè)計(jì)

3.2 后端秒殺設(shè)計(jì)

4. 如何保證不超賣？

4.1 庫(kù)存扣減方式

4.2 服務(wù)端庫(kù)存處理

5. 總結(jié)

* 知識(shí)擴(kuò)展：什么是CDN？

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1. 什么是秒殺？

所謂秒殺，就是在同一個(gè)時(shí)刻有大量的客戶端請(qǐng)求爭(zhēng)搶同一個(gè)商品并完成交易的過程，瞬時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的并發(fā)讀和并發(fā)寫。

秒殺系統(tǒng)本質(zhì)上就是一個(gè)滿足高并發(fā)、高性能和高可用的分布式系統(tǒng)，下面給出一張下單交互概要圖：

2. 秒殺系統(tǒng)的特點(diǎn)

高性能

秒殺涉及大量的并發(fā)讀和并發(fā)寫，因此秒系統(tǒng)必須能支持高并發(fā)訪問，而且RT(響應(yīng)時(shí)間)需要在一定的范圍內(nèi)，通常是200ms

一致性

秒殺系統(tǒng)中通常會(huì)使用緩存，如何保證緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)中庫(kù)存數(shù)據(jù)的一致性，保證商品庫(kù)存的準(zhǔn)確性

高可用

秒殺系統(tǒng)會(huì)在瞬間收到大量的讀寫操作，如何能保證服務(wù)能穩(wěn)定的運(yùn)行，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)是否考慮到系統(tǒng)容災(zāi)問題，保證服務(wù)的高可用

可擴(kuò)展性

當(dāng)服務(wù)達(dá)到瓶頸時(shí)，如何能實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容。

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3. 如何設(shè)計(jì)秒殺系統(tǒng)？

從在上述秒殺概要圖中，我們可以知道，整個(gè)秒殺流程需要從前端和后端2個(gè)核心部分進(jìn)行，因此我們就從這 2個(gè)部分來(lái)講解秒殺系統(tǒng)是如何設(shè)計(jì)的。

3.1 前端秒殺設(shè)計(jì)

服務(wù)高可用

前端是秒殺的入口，用戶首先是到前端界面進(jìn)行商品瀏覽，然后加購(gòu)自己想要的商品進(jìn)行下單付款操作。 所以，前端服務(wù)一定要保證高可用，要不然秒殺的入口都沒有了，談何秒殺。

頁(yè)面靜態(tài)化

前端數(shù)據(jù)源動(dòng)靜分離，靜態(tài)的數(shù)據(jù)可以放到CDN，前端從CDN獲取，動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)放到服務(wù)器。 靜態(tài)數(shù)據(jù)，比如商品的詳情信息，圖片等；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，商品的數(shù)量，價(jià)格等。 比如：可以通過Url地址作為key來(lái)存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)

控制對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求的頻率

控制對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求頻率能在一定程度上緩解服務(wù)器的壓力，限頻的方式有很多， 比如 秒殺按鈕點(diǎn)擊后置灰一定的時(shí)長(zhǎng)后才能再次點(diǎn)擊， 前端 答題正確后才向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，前端將請(qǐng)求加入隊(duì)列進(jìn)行排隊(duì)，當(dāng)有多個(gè)秒殺活動(dòng)時(shí)，可以分時(shí)段進(jìn)行，這些方式都是無(wú)損的。

控制對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求參數(shù)的大小

因?yàn)槊霘⑵陂g，瞬時(shí)會(huì)有大量的請(qǐng)求涌向服務(wù)器，所以前端和服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互要盡量的少，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸以及編解碼的開銷。

限流，降級(jí)

當(dāng)下游服務(wù)器達(dá)到瓶頸時(shí)，可以采用前端限流方式，降低對(duì)服務(wù)器的TPS和QPS。但是當(dāng)客戶端比較分散時(shí)，限流閾值的設(shè)置是一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)：閾值設(shè)的太小，會(huì)導(dǎo)致服務(wù)端沒有達(dá)到瓶頸時(shí)客戶端已經(jīng)被限制；設(shè)的太大，則起不到限制的作用。

3.2 后端秒殺設(shè)計(jì)

服務(wù)高可用

后端是處理請(qǐng)求的核心服務(wù)，所以必須做好高可用部署，容災(zāi)設(shè)計(jì)(異地多活)

降級(jí)，限流，拒絕服務(wù)

降級(jí)，就是當(dāng)系統(tǒng)的容量達(dá)到一定程度時(shí)，限制或者關(guān)閉系統(tǒng)的某些非核心功能，從而把有限的資源保留給更核心的業(yè)務(wù)。所以降級(jí)一般需要前后端配合執(zhí)行，可以通過開關(guān)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如： 當(dāng)QPS達(dá)到一個(gè)閾值時(shí)，可是設(shè)置開關(guān)，將原來(lái)分頁(yè)查50條數(shù)據(jù)，變成查10條，減少一次交互的數(shù)據(jù)量。

限流，就是當(dāng)系統(tǒng)容量達(dá)到瓶頸時(shí)，通過限制一部分流量來(lái)保護(hù)系統(tǒng)，限流可以是接口級(jí)別，服務(wù)器級(jí)別，iP級(jí)別等等，此處的限流是有損操作，限流的閾值一般可以根據(jù)壓測(cè)結(jié)果來(lái)設(shè)置

直接拒絕服務(wù)，如果限流還不能解決問題，那就直接拒絕服務(wù)以求自保，這也是最差的一種兜底情況。

獨(dú)立部署秒殺服務(wù)

秒殺系統(tǒng)和普通的售賣有一定的差異點(diǎn)，秒殺一般是持續(xù)時(shí)間短，并發(fā)量高，所以為了不影響正常的售賣，可以單獨(dú)部署一套秒殺服務(wù)，在物理級(jí)別進(jìn)行隔離，也適合服務(wù)端靈活伸縮容以及做一些特殊的個(gè)性化處理。 有條件的團(tuán)隊(duì)可以實(shí)施。

流量削峰

當(dāng)服務(wù)流量過大時(shí)，可以將請(qǐng)求存入MQ消息中間件進(jìn)行削峰處理，客戶端可以采用輪詢的方式向服務(wù)器獲取結(jié)果(服務(wù)器會(huì)受到很多結(jié)果查詢的請(qǐng)求)，或者服務(wù)主動(dòng)push結(jié)果給客戶端(服務(wù)需要保留很多和客戶端的長(zhǎng)鏈接)，2種方式各有優(yōu)劣，一般生產(chǎn)上輪詢查詢結(jié)果用的比較多。

熱點(diǎn)數(shù)據(jù)探測(cè)

很多時(shí)候，一個(gè)商品不屬于秒殺，但是很多用戶購(gòu)買，可能會(huì)成為熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)求量不亞于秒殺，所以網(wǎng)關(guān)需要有熱點(diǎn)數(shù)據(jù)探測(cè)的功能，實(shí)現(xiàn)的方式有很多，比如：統(tǒng)計(jì)客戶端的請(qǐng)求數(shù)

增加緩存

秒殺一般遵從讀多寫少的28法則，所以可以在服務(wù)端增加緩存應(yīng)對(duì)高并發(fā)讀。緩存可以設(shè)置2層，第一層是本地緩存，可以使用Google guava的緩存框架，失效時(shí)間一般可以秒級(jí)別，本地緩存是屬于jvm級(jí)別的，每次失效后可以從redis緩存中加載，redis緩存要特別注意緩存失效，緩存擊穿，緩存雪崩的問題。

緩存擊穿：緩存中不存在，數(shù)據(jù)庫(kù)存在，這樣就會(huì)導(dǎo)致請(qǐng)求直接到達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)請(qǐng)求量比較大時(shí)，可能直接把數(shù)據(jù)庫(kù)打垮。解決方法：

1. 可以考慮緩存永遠(yuǎn)不過期

2. 同步返回null，異步加鎖查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，更新緩存

緩存穿透：請(qǐng)求的數(shù)據(jù)在緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)中都不存在，解決辦法：

1. 業(yè)務(wù)層進(jìn)行合法校驗(yàn)，攔截大部分不合法的請(qǐng)求

2. 使用布隆過濾器，針對(duì)一個(gè)或者多個(gè)維度，把可能存在的數(shù)據(jù)值hash到bitmap中，bitmap中不存在則該數(shù)據(jù)一定不存在，bitmap中存該數(shù)據(jù)可能存在

3. 對(duì)空的結(jié)果進(jìn)行緩存，設(shè)置得較短過期時(shí)間，當(dāng)有數(shù)據(jù)庫(kù)變更時(shí)，必須同時(shí)刷新緩存，否則會(huì)導(dǎo)致不一致的問題存在

緩存雪崩：指緩存在同一時(shí)刻失效，請(qǐng)求都到數(shù)據(jù)庫(kù)上，解決的辦法：

1. 可以考慮緩存永遠(yuǎn)不過期

2. 失效時(shí)間盡量隨機(jī)，避免同時(shí)過期

3. 多級(jí)緩存，數(shù)據(jù)緩存到A和B，A設(shè)置過期時(shí)間，B不設(shè)置過期時(shí)間，如果A為空的時(shí)候去讀B，同時(shí)異步去更新緩存，需要同時(shí)更新兩個(gè)緩存

4. 如何保證不超賣？

4.1 庫(kù)存扣減方式

下單減庫(kù)存：買家下單后，扣減商品總庫(kù)存。下單減庫(kù)存是最簡(jiǎn)單也是控制最精確的一種，下單時(shí)直接通過數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)機(jī)制控制商品庫(kù)存，一定不會(huì)出現(xiàn)超賣的情況。出現(xiàn)的問題： 惡意刷單，某些人下單后占用庫(kù)存不付款。

付款減庫(kù)存：買家付款之后，扣減商品總庫(kù)存。這種方式產(chǎn)生的問題是，庫(kù)存超賣。

預(yù)扣庫(kù)存：買家下單后，預(yù)扣庫(kù)存，在一定的時(shí)間內(nèi)未付款，庫(kù)存將會(huì)自動(dòng)釋放。在買家付款前，需再次校驗(yàn)庫(kù)存是否保留，如果沒有保留，則再次嘗試預(yù)扣；如果庫(kù)存不足則不允許繼續(xù)付款；如果預(yù)扣成功，則完成付款并實(shí)際地減去庫(kù)存。這種方式在生產(chǎn)上用的比較多。

4.2 服務(wù)端庫(kù)存處理

將庫(kù)存操作的邏輯放到lua腳本中，通過redis的單線程特性，保證Lua腳本執(zhí)行不會(huì)被打斷，從而保證庫(kù)存操作的原子性

5. 總結(jié)

下面給出一張秒殺系統(tǒng)常用的架構(gòu)圖，百種業(yè)務(wù)百種架構(gòu)，一個(gè)秒殺系統(tǒng)看似簡(jiǎn)單，其實(shí)包含了很多架構(gòu)的思想，從前端到后端，怎么全局把控，對(duì)于各個(gè)服務(wù)怎么去做高可用，高性能，可擴(kuò)展保證。如何設(shè)計(jì)緩存，如何保證緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)一致性，服務(wù)達(dá)到瓶頸時(shí)，如何做服務(wù)降級(jí)，限流。

一般我們遵從幾個(gè)原則：

1. 前后端交互的數(shù)據(jù)盡量少

2. 前端盡量控制對(duì)后端的無(wú)效請(qǐng)求

3. 服務(wù)之間的依賴盡量少

4. 請(qǐng)求路徑盡量短

5. 服務(wù)或者中間件不要有單點(diǎn)，要有容災(zāi)

* 知識(shí)擴(kuò)展：什么是CDN？

CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）是一種通過分布式服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)加速內(nèi)容傳輸?shù)募夹g(shù)。它通過將靜態(tài)資源（如HTML、CSS、JavaScript、圖片、視頻等）緩存到全球多個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，使用戶可以從離自己最近的節(jié)點(diǎn)獲取資源，從而提升加載速度和性能。

前端CDN的主要作用：

• 加速資源加載：用戶從最近的節(jié)點(diǎn)獲取資源，減少延遲。

• 減輕服務(wù)器負(fù)擔(dān)：CDN分擔(dān)流量，降低源服務(wù)器壓力。

• 提升可用性：即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，其他節(jié)點(diǎn)仍可提供服務(wù)。

• 節(jié)省帶寬：通過緩存減少重復(fù)請(qǐng)求，降低帶寬消耗

常見的前端CDN服務(wù)：

• jsDelivr：免費(fèi)CDN，支持開源項(xiàng)目。

• Cloudflare：提供安全防護(hù)和性能優(yōu)化。

• Akamai：全球最大CDN之一，適合大型企業(yè)。

• AWS CloudFront：亞馬遜的CDN服務(wù)，與AWS生態(tài)系統(tǒng)集成。

• Google Cloud CDN：谷歌的CDN服務(wù)，與Google Cloud集成。

簡(jiǎn)單來(lái)說，前端CDN通過分布式緩存和就近訪問，顯著提升網(wǎng)站性能，改善用戶體驗(yàn)，同時(shí)減輕服務(wù)器壓力。

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🌸🌸🌸?完結(jié)撒花?🌸🌸🌸

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