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1.什么是秒殺
秒殺就是同一時(shí)刻有大量的請(qǐng)求爭(zhēng)搶購(gòu)買同一商品并完成交易的過(guò)程，就是大量的并發(fā)讀和并發(fā)寫。
2.秒殺系統(tǒng)需要解決哪些問(wèn)題
秒殺其實(shí)主要解決兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是并發(fā)讀，一個(gè)是并發(fā)寫。
并發(fā)讀的核心優(yōu)化思路：減少用戶到服務(wù)端來(lái)讀取數(shù)據(jù)，或者讓他們讀取更少的數(shù)據(jù)。
并發(fā)寫的核心優(yōu)化思路：在數(shù)據(jù)庫(kù)層面獨(dú)立出來(lái)一個(gè)庫(kù)，并做特殊的處理。
另外我們還要針對(duì)秒殺系統(tǒng)做一些意料之外的情況設(shè)計(jì)兜底方案，以防最壞情況發(fā)生導(dǎo)致系統(tǒng)不可用。
3.秒殺系統(tǒng)的整體架構(gòu)
秒殺的整體架構(gòu)可以概括為“高可用”、“數(shù)據(jù)一致性”、“高性能”這三個(gè)點(diǎn)。
高可用：整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)要滿足高可用，這是最基本的前提。流量在預(yù)期之內(nèi)時(shí)系統(tǒng)肯定要穩(wěn)定，流量超出預(yù)期也能正常提供服務(wù)，基本前提是你要保證秒殺商品能順利的被賣出去。
數(shù)據(jù)一致性：整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)要滿足數(shù)據(jù)一致性，這是其次的要求。就是你秒殺商品設(shè)置了多少，賣出去的就一定不能超出這個(gè)數(shù)量，否則就會(huì)給平臺(tái)造成損失。
高性能：整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)要滿足高性能，這個(gè)屬于帶光環(huán)的要求。不光要在服務(wù)端做極致的性能優(yōu)化，整個(gè)請(qǐng)求鏈路上也要做協(xié)同優(yōu)化，每個(gè)地方優(yōu)化一點(diǎn)，系統(tǒng)整體的性能就提高了一個(gè)檔次，否則如何支撐那么大的并發(fā)量。我們將從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的動(dòng)靜分離、熱點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)與隔離、請(qǐng)求的削峰與分層過(guò)濾、服務(wù)端的極致優(yōu)化這幾個(gè)點(diǎn)重點(diǎn)介紹。
4.秒殺系統(tǒng)整體架構(gòu)原則
如果你是架構(gòu)師，如何構(gòu)建一個(gè)超大流量并發(fā)讀寫、高性能、高可用的系統(tǒng)，需要考慮以下5個(gè)因素
數(shù)據(jù)盡量少
請(qǐng)求數(shù)盡量少
請(qǐng)求路徑盡量短
服務(wù)依賴盡量少
不要有單點(diǎn)服務(wù)
4.1 數(shù)據(jù)盡量少：數(shù)據(jù)盡量少不僅包含用戶的請(qǐng)求數(shù)據(jù)盡量少，還包含服務(wù)端返回給用戶的數(shù)據(jù)盡量少 ，以及服務(wù)依賴的數(shù)據(jù)盡量少，如數(shù)據(jù)庫(kù)。? 因?yàn)榇蠹叶贾罃?shù)據(jù)要想在網(wǎng)絡(luò)傳輸，需要進(jìn)行編解碼、壓縮、序列化與反序列化等等處理，這些都是需要消耗cpu資源的，減少數(shù)據(jù)的傳輸，可以降低cpu的消耗，將cpu資源用在刀刃上，例如秒殺頁(yè)面可以去除一些裝飾效果。
4.2 請(qǐng)求數(shù)盡量少：用戶頁(yè)面請(qǐng)求(不只是頁(yè)面請(qǐng)求，還有服務(wù)端請(qǐng)求依賴的服務(wù))返回?cái)?shù)據(jù)后還需要進(jìn)行必要的頁(yè)面渲染，比如css、圖片等，每建立一個(gè)請(qǐng)求/斷開(kāi)一個(gè)請(qǐng)求，都要經(jīng)過(guò)諸如三次握手/四次揮手的過(guò)程，這些都會(huì)加大資源的消耗和時(shí)耗。最常用的解決方式是將多個(gè)相關(guān)聯(lián)的請(qǐng)求合并，服務(wù)端再做解析，同時(shí)返回多個(gè)請(qǐng)求的信息。
當(dāng)然也不是請(qǐng)求量最少就是最好的，比如將所有請(qǐng)求封裝成單次請(qǐng)求，那單次請(qǐng)求返回的數(shù)據(jù)就比較龐雜了，單次請(qǐng)求性能肯定會(huì)受到影響。
4.3 請(qǐng)求路徑盡量短：路徑是指用戶發(fā)出請(qǐng)求到返回?cái)?shù)據(jù)的整個(gè)過(guò)程中，所經(jīng)過(guò)的中間節(jié)點(diǎn)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)鏈接，如socket鏈接。
當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的可用性為99.9%的話，假如需要經(jīng)過(guò)5個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么99.9%的5次方就是99.5%，增加了調(diào)用的不確定性，減少了系統(tǒng)的可用性?？s短請(qǐng)求路徑不僅可以增加可用性，還可以提高系統(tǒng)性能，因?yàn)檎{(diào)用的服務(wù)資源相對(duì)少了。實(shí)現(xiàn)縮短訪問(wèn)路徑的一種方式是將多個(gè)強(qiáng)依賴的應(yīng)用合并部署在一起，將遠(yuǎn)程調(diào)用變?yōu)镴VM內(nèi)部的方法調(diào)用。
4.4 依賴要盡量少：這里的依賴指的是服務(wù)強(qiáng)依賴。
比如秒殺系統(tǒng)展示頁(yè)面，這個(gè)頁(yè)面需要強(qiáng)依賴商品信息、用戶信息，而優(yōu)惠券、秒殺成功列表不是必要的信息，這些弱依賴不是必要的情況下可以省略。要實(shí)現(xiàn)減少依賴，可以通過(guò)給系統(tǒng)分級(jí)，比如由強(qiáng)到弱依次分為0級(jí)系統(tǒng)、1級(jí)系統(tǒng)、2級(jí)系統(tǒng)，0級(jí)系統(tǒng)強(qiáng)依賴的系統(tǒng)也是最重要的系統(tǒng)。0級(jí)系統(tǒng)要減少對(duì)1級(jí)系統(tǒng)的強(qiáng)依賴，在極端情況下可以將1級(jí)系統(tǒng)降級(jí)，防止0級(jí)系統(tǒng)被1級(jí)系統(tǒng)拖垮。例如支付系統(tǒng)是0級(jí)，而優(yōu)惠券系統(tǒng)是1級(jí)，在極端情況下可以將優(yōu)惠券系統(tǒng)降級(jí)，讓支付系統(tǒng)可以正常提供服務(wù)。
4.5 不要有單點(diǎn)：系統(tǒng)中的單點(diǎn)是系統(tǒng)架構(gòu)的一大忌。
應(yīng)用系統(tǒng)如何避免單點(diǎn)，關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)服務(wù)的無(wú)狀態(tài)化(serverless)，這樣就可以對(duì)服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴(kuò)容。
而存儲(chǔ)系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)無(wú)狀態(tài)化，因?yàn)閿?shù)據(jù)要存儲(chǔ)在磁盤上和機(jī)器綁定，這種情況下一般是通過(guò)冗余多個(gè)備份的方式來(lái)解決單點(diǎn)問(wèn)題。
5.不同場(chǎng)景下的架構(gòu)
5.1 秒殺初期
優(yōu)化改造手段：如果你要快速搭建一個(gè)秒殺系統(tǒng)，只需要在你的商品購(gòu)買頁(yè)增加一個(gè)定時(shí)上架功能，僅在活動(dòng)時(shí)間內(nèi)才能讓用戶點(diǎn)擊購(gòu)買按鈕，當(dāng)商品庫(kù)存賣完了活動(dòng)也就結(jié)束了。
來(lái)看下下面某網(wǎng)站的秒殺頁(yè)面：
5.2 請(qǐng)求量達(dá)到1w～10w的秒殺系統(tǒng)
優(yōu)化改造手段：
將秒殺系統(tǒng)獨(dú)立成一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，以集群的方式做系統(tǒng)部署，可以獨(dú)立的針對(duì)該系統(tǒng)做優(yōu)化。
引入緩存，將熱點(diǎn)數(shù)據(jù)放入緩存，如庫(kù)存、用戶搶購(gòu)行為等。
引入秒殺答題，防止秒殺器之類的搶單機(jī)器，而且也可以將請(qǐng)求分散。
5.3 請(qǐng)求量達(dá)到100w的秒殺系統(tǒng)
優(yōu)化改造手段：
對(duì)秒殺頁(yè)面進(jìn)行徹底的動(dòng)靜分離，靜態(tài)數(shù)據(jù)走cdn，秒殺詳情頁(yè)作為cdn的回源地址，不需要刷新整個(gè)秒殺頁(yè)面，只需要向服務(wù)端請(qǐng)求很少的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。
服務(wù)端對(duì)秒殺商品、庫(kù)存提前進(jìn)行本地緩存，不需要再去調(diào)用依賴的服務(wù)系統(tǒng)，甚至有時(shí)候不需要去分布式緩存系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)，這樣即減少了系統(tǒng)遠(yuǎn)程調(diào)用，又可以減少對(duì)分布式緩存系統(tǒng)的訪問(wèn)壓力。
對(duì)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行獨(dú)立部署，可以將庫(kù)存熱點(diǎn)獨(dú)立成一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
引入限流保護(hù)機(jī)制，防止超出預(yù)期的流量壓垮系統(tǒng)。
可以看出，系統(tǒng)面對(duì)讀寫壓力越來(lái)越大，定制的優(yōu)化手段越來(lái)越多，系統(tǒng)越來(lái)越不通用，比如加入了本地緩存，而本地緩存收到單機(jī)內(nèi)存的限制，商品數(shù)量不能太多。所以，想要極致的性能，就會(huì)損失系統(tǒng)的通用性、易用性、低成本等等。
