什么是秒殺

秒殺場(chǎng)景一般會(huì)在電商網(wǎng)站舉行一些活動(dòng)或者節(jié)假日在12306網(wǎng)站上搶票時(shí)遇到。對(duì)于電商網(wǎng)站中一些稀缺或者特價(jià)商品，電商網(wǎng)站一般會(huì)在約定時(shí)間點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行限量銷售，因?yàn)檫@些商品的特殊性，會(huì)吸引大量用戶前來(lái)?yè)屬?gòu)，并且會(huì)在約定的時(shí)間點(diǎn)同時(shí)在秒殺頁(yè)面進(jìn)行搶購(gòu)。

秒殺系統(tǒng)場(chǎng)景特點(diǎn)

• 秒殺時(shí)大量用戶會(huì)在同一時(shí)間同時(shí)進(jìn)行搶購(gòu)，網(wǎng)站瞬時(shí)訪問(wèn)流量激增。
• 秒殺一般是訪問(wèn)請(qǐng)求數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于庫(kù)存數(shù)量，只有少部分用戶能夠秒殺成功。
• 秒殺業(yè)務(wù)流程比較簡(jiǎn)單，一般就是下訂單減庫(kù)存。

秒殺架構(gòu)設(shè)計(jì)理念

限流： 鑒于只有少部分用戶能夠秒殺成功，所以要限制大部分流量，只允許少部分流量進(jìn)入服務(wù)后端。

削峰：對(duì)于秒殺系統(tǒng)瞬時(shí)會(huì)有大量用戶涌入，所以在搶購(gòu)一開始會(huì)有很高的瞬間峰值。高峰值流量是壓垮系統(tǒng)很重要的原因，所以如何把瞬間的高流量變成一段時(shí)間平穩(wěn)的流量也是設(shè)計(jì)秒殺系統(tǒng)很重要的思路。實(shí)現(xiàn)削峰的常用的方法有利用緩存和消息中間件等技術(shù)。

異步處理：秒殺系統(tǒng)是一個(gè)高并發(fā)系統(tǒng)，采用異步處理模式可以極大地提高系統(tǒng)并發(fā)量，其實(shí)異步處理就是削峰的一種實(shí)現(xiàn)方式。

內(nèi)存緩存：秒殺系統(tǒng)最大的瓶頸一般都是數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫，由于數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫屬于磁盤IO，性能很低，如果能夠把部分?jǐn)?shù)據(jù)或業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)移到內(nèi)存緩存，效率會(huì)有極大地提升。

可拓展：當(dāng)然如果我們想支持更多用戶，更大的并發(fā)，最好就將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成彈性可拓展的，如果流量來(lái)了，拓展機(jī)器就好了。像淘寶、京東等雙十一活動(dòng)時(shí)會(huì)增加大量機(jī)器應(yīng)對(duì)交易高峰。

架構(gòu)方案

一般秒殺系統(tǒng)架構(gòu)

設(shè)計(jì)思路

將請(qǐng)求攔截在系統(tǒng)上游，降低下游壓力：秒殺系統(tǒng)特點(diǎn)是并發(fā)量極大，但實(shí)際秒殺成功的請(qǐng)求數(shù)量卻很少，所以如果不在前端攔截很可能造成數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫鎖沖突，甚至導(dǎo)致死鎖，最終請(qǐng)求超時(shí)。

充分利用緩存：利用緩存可極大提高系統(tǒng)讀寫速度。

消息隊(duì)列：消息隊(duì)列可以削峰，將攔截大量并發(fā)請(qǐng)求，這也是一個(gè)異步處理過(guò)程，后臺(tái)業(yè)務(wù)根據(jù)自己的處理能力，從消息隊(duì)列中主動(dòng)的拉取請(qǐng)求消息進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。

前端方案

瀏覽器端(js)：

頁(yè)面靜態(tài)化：將活動(dòng)頁(yè)面上的所有可以靜態(tài)的元素全部靜態(tài)化，并盡量減少動(dòng)態(tài)元素。通過(guò)CDN來(lái)抗峰值。

禁止重復(fù)提交：用戶提交之后按鈕置灰，禁止重復(fù)提交

用戶限流：在某一時(shí)間段內(nèi)只允許用戶提交一次請(qǐng)求，比如可以采取IP限流

后端方案

服務(wù)端控制器層(網(wǎng)關(guān)層)

限制uid（UserID）訪問(wèn)頻率：我們上面攔截了瀏覽器訪問(wèn)的請(qǐng)求，但針對(duì)某些惡意攻擊或其它插件，在服務(wù)端控制層需要針對(duì)同一個(gè)訪問(wèn)uid，限制訪問(wèn)頻率。

服務(wù)層

上面只攔截了一部分訪問(wèn)請(qǐng)求，當(dāng)秒殺的用戶量很大時(shí)，即使每個(gè)用戶只有一個(gè)請(qǐng)求，到服務(wù)層的請(qǐng)求數(shù)量還是很大。比如我們有100W用戶同時(shí)搶100臺(tái)手機(jī)，服務(wù)層并發(fā)請(qǐng)求壓力至少為100W。

采用消息隊(duì)列緩存請(qǐng)求：既然服務(wù)層知道庫(kù)存只有100臺(tái)手機(jī)，那完全沒(méi)有必要把100W個(gè)請(qǐng)求都傳遞到數(shù)據(jù)庫(kù)啊，那么可以先把這些請(qǐng)求都寫到消息隊(duì)列緩存一下，數(shù)據(jù)庫(kù)層訂閱消息減庫(kù)存，減庫(kù)存成功的請(qǐng)求返回秒殺成功，失敗的返回秒殺結(jié)束。

利用緩存應(yīng)對(duì)讀請(qǐng)求：對(duì)類似于12306等購(gòu)票業(yè)務(wù)，是典型的讀多寫少業(yè)務(wù)，大部分請(qǐng)求是查詢請(qǐng)求，所以可以利用緩存分擔(dān)數(shù)據(jù)庫(kù)壓力。

利用緩存應(yīng)對(duì)寫請(qǐng)求：緩存也是可以應(yīng)對(duì)寫請(qǐng)求的，比如我們就可以把數(shù)據(jù)庫(kù)中的庫(kù)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到Redis緩存中，所有減庫(kù)存操作都在Redis中進(jìn)行，然后再通過(guò)后臺(tái)進(jìn)程把Redis中的用戶秒殺請(qǐng)求同步到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

數(shù)據(jù)庫(kù)層

數(shù)據(jù)庫(kù)層是最脆弱的一層，一般在應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)在上游就需要把請(qǐng)求攔截掉，數(shù)據(jù)庫(kù)層只承擔(dān)“能力范圍內(nèi)”的訪問(wèn)請(qǐng)求。所以，上面通過(guò)在服務(wù)層引入隊(duì)列和緩存，讓最底層的數(shù)據(jù)庫(kù)高枕無(wú)憂。

案例：利用消息中間件和緩存實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的秒殺系統(tǒng)

Redis是一個(gè)分布式緩存系統(tǒng)，支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們可以利用Redis輕松實(shí)現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)大的秒殺系統(tǒng)。

我們可以采用Redis 最簡(jiǎn)單的key-value數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用一個(gè)原子類型的變量值(AtomicInteger)作為key，把用戶id作為value，庫(kù)存數(shù)量便是原子變量的最大值。對(duì)于每個(gè)用戶的秒殺，我們使用 RPUSH key value插入秒殺請(qǐng)求， 當(dāng)插入的秒殺請(qǐng)求數(shù)達(dá)到上限時(shí)，停止所有后續(xù)插入。

然后我們可以在臺(tái)啟動(dòng)多個(gè)工作線程，使用 LPOP key 讀取秒殺成功者的用戶id，然后再操作數(shù)據(jù)庫(kù)做最終的下訂單減庫(kù)存操作。

當(dāng)然，上面Redis也可以替換成消息中間件如ActiveMQ、RabbitMQ等，也可以將緩存和消息中間件 組合起來(lái)，緩存系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收記錄用戶請(qǐng)求，消息中間件負(fù)責(zé)將緩存中的請(qǐng)求同步到數(shù)據(jù)庫(kù)。

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