寫在前面

很多小伙伴反饋說(shuō)，高并發(fā)專題學(xué)了那么久，但是，在真正做項(xiàng)目時(shí)，仍然不知道如何下手處理高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景！甚至很多小伙伴仍然停留在只是簡(jiǎn)單的提供接口（CRUD）階段，不知道學(xué)習(xí)的并發(fā)知識(shí)如何運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中，就更別提如何構(gòu)建高并發(fā)系統(tǒng)了！

究竟什么樣的系統(tǒng)算是高并發(fā)系統(tǒng)？今天，我們就一起解密高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景下典型的秒殺系統(tǒng)的架構(gòu)，結(jié)合高并發(fā)專題下的其他文章，學(xué)以致用。

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電商系統(tǒng)架構(gòu)

在電商領(lǐng)域，存在著典型的秒殺業(yè)務(wù)場(chǎng)景，那何謂秒殺場(chǎng)景呢。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是一件商品的購(gòu)買人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這件商品的庫(kù)存，而且這件商品在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)被搶購(gòu)一空。 比如每年的618、雙11大促，小米新品促銷等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，就是典型的秒殺業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

我們可以將電商系統(tǒng)的架構(gòu)簡(jiǎn)化成下圖所示。

由圖所示，我們可以簡(jiǎn)單的將電商系統(tǒng)的核心層分為：負(fù)載均衡層、應(yīng)用層和持久層。接下來(lái)，我們就預(yù)估下每一層的并發(fā)量。

假如負(fù)載均衡層使用的是高性能的Nginx，則我們可以預(yù)估Nginx最大的并發(fā)度為：10W+，這里是以萬(wàn)為單位。

假設(shè)應(yīng)用層我們使用的是Tomcat，而Tomcat的最大并發(fā)度可以預(yù)估為800左右，這里是以百為單位。

假設(shè)持久層的緩存使用的是Redis，數(shù)據(jù)庫(kù)使用的是MySQL，MySQL的最大并發(fā)度可以預(yù)估為1000左右，以千為單位。Redis的最大并發(fā)度可以預(yù)估為5W左右，以萬(wàn)為單位。

所以，負(fù)載均衡層、應(yīng)用層和持久層各自的并發(fā)度是不同的，那么，為了提升系統(tǒng)的總體并發(fā)度和緩存，我們通常可以采取哪些方案呢？

（1）系統(tǒng)擴(kuò)容

系統(tǒng)擴(kuò)容包括垂直擴(kuò)容和水平擴(kuò)容，增加設(shè)備和機(jī)器配置，絕大多數(shù)的場(chǎng)景有效。

（2）緩存

本地緩存或者集中式緩存，減少網(wǎng)絡(luò)IO，基于內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)。大部分場(chǎng)景有效。

（3）讀寫分離

采用讀寫分離，分而治之，增加機(jī)器的并行處理能力。

秒殺系統(tǒng)的特點(diǎn)

秒殺系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)

秒殺系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

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秒殺三階段

通常，從秒殺開始到結(jié)束，往往會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段：

準(zhǔn)備階段：這個(gè)階段也叫作系統(tǒng)預(yù)熱階段，此時(shí)會(huì)提前預(yù)熱秒殺系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，往往這個(gè)時(shí)候，用戶會(huì)不斷刷新秒殺頁(yè)面，來(lái)查看秒殺活動(dòng)是否已經(jīng)開始。在一定程度上，通過(guò)用戶不斷刷新頁(yè)面的操作，可以將一些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到Redis中進(jìn)行預(yù)熱。

秒殺階段：這個(gè)階段主要是秒殺活動(dòng)的過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的高并發(fā)流量，對(duì)系統(tǒng)資源會(huì)造成巨大的沖擊，所以，在秒殺階段一定要做好系統(tǒng)防護(hù)。

結(jié)算階段： 完成秒殺后的數(shù)據(jù)處理工作，比如數(shù)據(jù)的一致性問(wèn)題處理，異常情況處理，商品的回倉(cāng)處理等。

針對(duì)這種短時(shí)間內(nèi)大流量的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就不太適合使用系統(tǒng)擴(kuò)容了，因?yàn)榧词瓜到y(tǒng)擴(kuò)容了，也就是在很短的時(shí)間內(nèi)會(huì)使用到擴(kuò)容后的系統(tǒng)，大部分時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)無(wú)需擴(kuò)容即可正常訪問(wèn)。 那么，我們可以采取哪些方案來(lái)提升系統(tǒng)的秒殺性能呢？

秒殺系統(tǒng)方案

針對(duì)秒殺系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們可以采取如下的措施來(lái)提升系統(tǒng)的性能。

（1）異步解耦

將整體流程進(jìn)行拆解，核心流程通過(guò)隊(duì)列方式進(jìn)行控制。

（2）限流防刷

控制網(wǎng)站整體流量，提高請(qǐng)求的門檻，避免系統(tǒng)資源耗盡。

（3）資源控制

將整體流程中的資源調(diào)度進(jìn)行控制，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

由于應(yīng)用層能夠承載的并發(fā)量比緩存的并發(fā)量少很多。所以，在高并發(fā)系統(tǒng)中，我們可以直接使用OpenResty由負(fù)載均衡層訪問(wèn)緩存，避免了調(diào)用應(yīng)用層的性能損耗。 同時(shí)，由于秒殺系統(tǒng)中，商品數(shù)量比較少，我們也可以使用動(dòng)態(tài)渲染技術(shù)，CDN技術(shù)來(lái)加速網(wǎng)站的訪問(wèn)性能。

如果在秒殺活動(dòng)開始時(shí)，并發(fā)量太高時(shí)，我們可以將用戶的請(qǐng)求放入隊(duì)列中進(jìn)行處理，并為用戶彈出排隊(duì)頁(yè)面。

秒殺系統(tǒng)時(shí)序圖

網(wǎng)上很多的秒殺系統(tǒng)和對(duì)秒殺系統(tǒng)的解決方案，并不是真正的秒殺系統(tǒng)，他們采用的只是同步處理請(qǐng)求的方案，一旦并發(fā)量真的上來(lái)了，他們所謂的秒殺系統(tǒng)的性能會(huì)急劇下降。我們先來(lái)看一下秒殺系統(tǒng)在同步下單時(shí)的時(shí)序圖。

同步下單流程

1.用戶發(fā)起秒殺請(qǐng)求

在同步下單流程中，首先，用戶發(fā)起秒殺請(qǐng)求。商城服務(wù)需要依次執(zhí)行如下流程來(lái)處理秒殺請(qǐng)求的業(yè)務(wù)。

（1）識(shí)別驗(yàn)證碼是否正確

商城服務(wù)判斷用戶發(fā)起秒殺請(qǐng)求時(shí)提交的驗(yàn)證碼是否正確。

（2）判斷活動(dòng)是否已經(jīng)結(jié)束

驗(yàn)證當(dāng)前秒殺活動(dòng)是否已經(jīng)結(jié)束。

（3）驗(yàn)證訪問(wèn)請(qǐng)求是否處于黑名單

在電商領(lǐng)域中，存在著很多的惡意競(jìng)爭(zhēng)，也就是說(shuō)，其他商家可能會(huì)通過(guò)不正當(dāng)手段來(lái)惡意請(qǐng)求秒殺系統(tǒng)，占用系統(tǒng)大量的帶寬和其他系統(tǒng)資源。此時(shí)，就需要使用風(fēng)控系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)黑名單機(jī)制。為了簡(jiǎn)單，也可以使用攔截器統(tǒng)計(jì)訪問(wèn)頻次實(shí)現(xiàn)黑名單機(jī)制。

（4）驗(yàn)證真實(shí)庫(kù)存是否足夠

系統(tǒng)需要驗(yàn)證商品的真實(shí)庫(kù)存是否足夠，是否能夠支持本次秒殺活動(dòng)的商品庫(kù)存量。

（5）扣減緩存中的庫(kù)存

在秒殺業(yè)務(wù)中，往往會(huì)將商品庫(kù)存等信息存放在緩存中，此時(shí)，還需要驗(yàn)證秒殺活動(dòng)使用的商品庫(kù)存是否足夠，并且需要扣減秒殺活動(dòng)的商品庫(kù)存數(shù)量。

（6）計(jì)算秒殺的價(jià)格

由于在秒殺活動(dòng)中，商品的秒殺價(jià)格和商品的真實(shí)價(jià)格存在差異，所以，需要計(jì)算商品的秒殺價(jià)格。

注意：如果在秒殺場(chǎng)景中，系統(tǒng)涉及的業(yè)務(wù)更加復(fù)雜的話，會(huì)涉及更多的業(yè)務(wù)操作，這里，我只是列舉出一些常見的業(yè)務(wù)操作。

2.提交訂單

（1）訂單入口

將用戶提交的訂單信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（2）扣減真實(shí)庫(kù)存

訂單入庫(kù)后，需要在商品的真實(shí)庫(kù)存中將本次成功下單的商品數(shù)量扣除。

如果我們使用上述流程開發(fā)了一個(gè)秒殺系統(tǒng)，當(dāng)用戶發(fā)起秒殺請(qǐng)求時(shí)，由于系統(tǒng)每個(gè)業(yè)務(wù)流程都是串行執(zhí)行的，整體上系統(tǒng)的性能不會(huì)太高，當(dāng)并發(fā)量太高時(shí)，我們會(huì)為用戶彈出下面的排隊(duì)頁(yè)面，來(lái)提示用戶進(jìn)行等待。

由于時(shí)間關(guān)系，沒(méi)有寫的很詳細(xì)，有需要完整版的朋友可以加q群：1103806531? 備注：簡(jiǎn)書? ?免費(fèi)領(lǐng)取~

高并發(fā)“黑科技”與致勝奇招

假設(shè)，在秒殺系統(tǒng)中我們使用Redis實(shí)現(xiàn)緩存，假設(shè)Redis的讀寫并發(fā)量在5萬(wàn)左右。我們的商城秒殺業(yè)務(wù)需要支持的并發(fā)量在100萬(wàn)左右。如果這100萬(wàn)的并發(fā)全部打入Redis中，Redis很可能就會(huì)掛掉，那么，我們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)問(wèn)題呢？

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