手把手教你做系统设计之秒杀系统 | 青训营笔记

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  • 这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 10 天

1. 系统设计方法论

1.1 系统设计的问题

  • 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
  • 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

如何评估一个系统:

  • 可用性、易用性、可维护性、安全性、性能、扩展性、耦合性、伸缩性

1.2 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。

系统设计
关联的个体设想和计划
规则运作目的
组成工作的整体过程安排

1.3 如何做系统设计

  1. 场景分析(Scenario)

    什么系统,需要哪些功能,多大的并发量

  2. 存储设计(Storage)

    数据如何组织,SQL存储,NoSQL存储

  3. 服务设计(Service)

    业务功能实现和逻辑整合

  4. 可扩展性(Scale)

    解决设计缺陷,提高鲁棒性,可扩展性

  • 如何发现系统的瓶颈

    1. 火焰图分析
    2. 链路追踪
    3. 性能测试
  • 如何保证可用性和稳定性

    1. 链路梳理

      • 核心链路
      • 流量漏斗
      • 强弱依赖
    2. 可观测性

      • 链路追踪
      • 核心监控
      • 业务报警
    3. 全链路测试

      • 压力测试
      • 负载测试
      • 容量测试
    4. 稳定性控制

      • 系统限流
      • 业务兜底
      • 熔断降级
    5. 容灾演练

      • 混沌工程
      • 应急手册
      • 容灾预案

2. 电商秒杀系统业务介绍

2.1 电商介绍

消费者侧:消费者,用户,流量来源

供给侧:商品,商家,供应链

交易环境:线下商场,线上电商

商品:具有交易价值和属性的信息载体

SPU: Standard Product Unit

SKU: Stock Keeping Unit

2.2 秒杀业务的特点

  • 瞬时流量高
  • 读多写少
  • 实时性要求高

面临的挑战:

  • 高性能,资源成本,扩展性,防止超卖,反欺诈,鲁棒性,流量管控

2.3 如何设计秒杀系统

  1. 场景(Scenario)

    功能:

    • 秒杀活动发布
    • 秒杀商品详情
    • 秒杀下单

    并发:

    • 万人参与秒杀
    • QPS 1w+
    • TPS 1k+
  2. 存储(Storage)

    MySQL -> Redis -> Localcache

  3. 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
    • 缓存组件
    • MQ组件
    • 限流组件
  4. 扩展(Scale)

    流量隔离 CDN 缓存优化 流量管控

    数据库扩展 服务水平扩展 MQ扩展 Redis扩展 服务垂直扩展

2.4 系统架构

用户层:WEB IOS Android

接入层:Nginx

应用层:发布活动 秒杀详情 秒杀下单 ID生成器 限流组件 MQ组件 Cache组件

基础层:Redis RocketMQ MySQL