这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第10天。

前言

今天青训营的课程是秒杀系统的设计，而且久违地看到了老师用Java，很亲切。关于秒杀系统，其实大概在一年多以前我在做谷粒商城的时候(这个应该很多人都做过)，就已经接触了秒杀系统。因此，今天的笔记主要谈谈我对秒杀系统的想法。

设计要点

秒杀系统具有以下的特点：

高性能：秒杀涉及大量的并发读和并发写，因此支持高并发访问这点非常关键；
一致性：秒杀商品减库存的实现方式同样关键，有限数量的商品在同一时刻被很多倍的请求同时来减库存，在大并发更新的过程中都要保证数据的准确性；
高可用：秒杀时会在一瞬间涌入大量的流量，为了避免系统宕机，保证高可用，需要做好流量限制。

1.设计思路

关键点在于将原本的下单支付服务拆分成两个上下游服务进行操作。

比如现在有10件商品要秒杀，可以放到缓存中，读写时不要加锁。当并发量大的时候，假如有25个人秒杀成功，这样后面的人就可以直接抛秒杀结束的静态页面。进去的25个人中有15个人是不可能获得商品的。所以可以根据进入的先后顺序只能前10个人购买成功。后面15个人就抛商品已秒杀完。

第一步可以在每台web服务器的秒杀业务处理模块里做个计数器=待秒商品总数,计数器 >＝ 0的继续做后续处理，< 0的直接返回秒杀结束页面，这样经过第一步的处理只剩下进入10*服务器数量的请求数量。

第二步，缓存里以商品id作为key，value放个10，每个web服务器在接到每个请求的同时，向缓存服务器发起请求，利用缓存操作返回值， >=0的继续处理，其余的返回秒杀失败页面，这样经过第二步的处理只剩下服务器中最快到达的10个请求。

第三步，向服务器发起下单操作事务。

第四步，服务器向商品所在的数据库请求减库存操作(操作数据库时可以 "update table set count=count-1 where id=商品id and count>0;" update 成功记录数为1，再向订单数据库添加订单记录，都成功后提交整个事务，否则的话提示秒杀失败，用户进入支付流程。

@Override
public int createOrder(int sid) throws Exception {
    // 校验库存
    Stock stock = checkStock(sid);
    // 扣库存(无锁)
    saleStock(stock);
    // 生成订单
    int res = createOrder(stock);
    return res;
}
private Stock checkStock(int sid) throws Exception {
    Stock stock = stockService.getStockById(sid);
    if (stock.getCount() < 1) {
        throw new RuntimeException("库存不足");
    }
    return stock;
}
private int saleStock(Stock stock) {
    stock.setSale(stock.getSale() + 1);
    stock.setCount(stock.getCount() - 1);
    return stockService.updateStockById(stock);
}
private int createOrder(Stock stock) throws Exception {
    StockOrder order = new StockOrder();
    order.setSid(stock.getId());
    order.setName(stock.getName());
    order.setCreateTime(new Date());
    int res = orderMapper.insertSelective(order);
    if (res == 0) {
        throw new RuntimeException("创建订单失败");
    }
    return res;
}
// 扣库存
@Update("UPDATE stock SET count = #{count, jdbcType = INTEGER}, name = #{name, jdbcType = VARCHAR}, " + "sale = #{sale,jdbcType = INTEGER},version = #{version,jdbcType = INTEGER} " + "WHERE id = #{id, jdbcType = INTEGER}")

2.优化思路

2-1.前端

简单记录下前端的一些优化手段，具体地实现方式可以去搜索了解下：

限流：通过答题或者验证码，来分散用户的请求。
禁止重复提交：限定每个用户发起一次秒杀后，需等待才可以发起另一次请求，从而减少用户的重复请求。
本地标记：用户成功秒杀到商品后，就把提交按钮置为不可用或不可见状态，禁止用户再次提交请求。
动静分离：将前端静态数据直接缓存到离用户最近的地方，比如用户浏览器、CDN 或者服务端的缓存中来减少服务器的请求。
有损服务：最后一招，在接近前端池承载能力的水位上限的时候，随机拒绝部分请求来保护服务的可用性。

2-2.后端

后端上优化的手段很多，但从大方向上就是使用内存处理数据和排队处理请求，比如下面这样：

将存库从MySQL前移到Redis中，所有的写操作放到内存中，由于Redis中不存在锁故不会出现互相等待，并且由于Redis的写性能和读性能都远高于MySQL，这就解决了高并发下的性能问题。然后通过队列等异步手段，将变化的数据异步写入到DB中。

小结

秒杀系统的重点在于处理高并发下的业务请求以及数据一致性。因此，在设计秒杀系统时，我们要根据秒杀系统的特点去“对症下药”。

参考文献

如何设计一个秒杀系统

谈谈秒杀系统的设计 ｜ 青训营笔记

前言