手把手教你做系统设计 | 青训营笔记

1，系统设计方法论

系统设计中遇到的问题：

• 为什么要做系统设计
• 系统设计的定义是什么
• 怎么做系统设计，如何落地一个系统设计
• 系统功能实现之后，如何分析瓶颈并优化
• 如何验证系统的可用性和稳定性

为什么要做系统设计：
个人：

• For面试
• 个人能力提升
• 扩展技术视野

工作：

• 业务驱动
• 系统重构
• 突破和创新

如何评估一个系统：
可用性 安全性 扩展性 易用性 可维护性 性能 伸缩性 耦合性

系统设计的定义：
为了达成某种目的，通过个体组成整体的过程 系统：

• 关联的个体
• 规则运作
• 组成工作的整体

设计：

• 设想和计划
• 目的
• 过程安排

如何保证可用性和稳定性：

• 链路梳理：核心链路 流量漏斗 强势依赖
• 可观测性：链路追踪 核心监控 业务报警
• 全链路测试：压力测试 负载测试 容量测试
• 稳定性控制：系统限流 业务兜底 熔断降低
• 容灾演练：混沌工程 应急手册 容灾预案

2. 电商秒杀业务介绍

秒杀业务的特点：

• 瞬时流量高
• 读多写少
• 实时性要求高

秒杀的挑战：

• 资源成本
• 反欺诈
• 高性能
• 防止超卖
• 流量管控
• 扩展性
• 鲁棒性

场景：
秒杀活动发布
秒杀商品详情
秒杀下单

万人参与秒杀
QPS 1w+ TPS 1k+

服务(Service)：

• 子服务：用户服务；风控服务；活动服务；订单服务
• 基础组件：ID生成器（生成订单ID——分布式ID生成）；缓存组建；MQ组件（保护系统——削峰）；限流组件（保护系统）

扩展：

• 流量隔离（与常规流量合理）
• CDN（静态资源缓存，提高效率）
• 缓存优化
• 流量管控（拦截、过滤）
• 数据库扩展
• 服务水平扩展（负载均衡、反向代理）
• MQ扩展（主从架构、多主多从架构）
• Redis扩展
• 服务垂直扩展

系统架构图

3. 课程实践

src/main/java/com/camp/promotion/service/impl/HPromotionServiceImpl.java

public List<CreatePromoProductModel> CreatePromoActivity(CreateActivityModel createActivityModel)

public HPromoProductModel getPromotionProductDetail(Long promoId, Long skuId, Long spuId)

src/main/java/com/camp/promotion/controller/CategoryController.java

public ResponseData<?> testLock() {
    // 把锁的创建放在try后，不用写finally了，自动调用close方法
    try (RedisDistributedLock lock = new RedisDistributedLock("test_key", 10000)) {
        if (lock.tryLock()) {
            return ResponseData.Success("ok");
        }
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("lock fail");
    }
    ...

src/main/java/com/camp/promotion/mq/OrderPullConsumer.java

public void doConsumer() throws InterruptedException {
    while (isRunning.get()) {
        ...

        executorService.execute(() -> {
            try {
                // 线程池里做异步消费
                processOrder(messageExts);
            } catch (Exception e) {
                log.error("process order fail, e = ", e);
            }
        });

        ...
    }
}

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void processOrder(List<MessageExt> messageExts) {
    ...
    
    // 真正从数据库中扣减
    int updateStockRes = this.hPromoProductService.decreaseStock(orders.get(0).getActivityId(), orders.get(0).getSkuId(), decreaseCount);
    if (updateStockRes < 1) {
        log.error("process order fail, size = {}, data = {}", orders.size(), JSON.toJSONString(orders));
        this.deadQueue.addAll(orders);
        throw new BizException(ResponseEnum.CONSUMER_FAIL);
    }

    // 批量插入（优化了性能）
    int insertRes = this.hOrderService.batchInsert(orders);
    if (insertRes < orders.size()) {
        log.error("process order fail, size = {}, data = {}", orders.size(), JSON.toJSONString(orders));
        this.deadQueue.addAll(orders);
        throw new BizException(ResponseEnum.CONSUMER_FAIL);
    }
}