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

本文章会部分详细地了解系统设计的方法论和秒杀系统实践，让我们能更好得入门系统设计。

系统设计方法论

为什么做系统设计

个人：

• 为了面试

• 个人能力提升

• 拓展技术视野

工作：

• 业务驱动
• 系统重构
• 突破与创新

如何评估一个系统

• 可用性
• 易用性
• 可维护性
• 安全性
• 扩展性
• 耦合性
• 伸缩性
• 性能

系统设计的定义

• 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

如何做系统设计

• 4s分析法：
  • 场景分析（Scenario）：什么系统，需要哪些功能，多大的并发量
  • 存储设计（Storage）：数据如何组织，SQL存储，NoSQL存储
  • 服务设计（Service）：业务功能实现和逻辑整合
  • 可拓展性（Scale）：解决设计缺陷，提高鲁棒性，扩展性

如何发现系统的瓶颈

• 火焰图分析
• 链路追踪
• 性能测试

如何验证系统的可用性和稳定性

• 链路梳理：核心链路，流量漏斗，强弱依赖
• 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，熔断降级
• 容灾演练：混沌工程，应急手册，容灾预案

电商秒杀业务介绍

电商介绍

• 商品：具有交易价值和属性的信息载体
• SPU:Standard Product Unit (标准化产品单元)，是商品信息聚合的最小单位，是一组可复用、易检索的标准化信息的集合，该集合描述了商品的特性。
• SKU:Stock keeping unit(库存量单位)，主要是用来定价和管理库存。SKU即库存进出计量的单位， 可以是以件、盒、托盘等为单位。SKU是物理上不可分割的最小存货单元。

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

• 资源有限性
• 反欺诈
• 高性能
• 防止超卖
• 流量管控
• 扩展性
• 鲁棒性

设计秒杀系统

• 场景

  • 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+

• 存储

  • localcache
  • redis
  • mysql

  采用三级存储，最底层是MySQL,为了提高性能，在这之上是redis的分布式缓存，最顶层的则是系统内部的Localcahe

• 服务

  • 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

• 扩展

  • 流量隔离
  • CDN
  • 缓存优化
  • 流量管控
  • 数据库拓展
  • MQ拓展
  • Redis拓展
  • 服务水平拓展
  • 服务垂直拓展

系统架构图

课程实践

秒杀流程图

课程总结

• 服务无状态
• 批量写入
• 最终一致性

引用

• 「【实践课】手把手教你做系统设计」第五届字节跳动青训营 - 后端专场