手把手教你做系统设计之秒杀系统 | 青训营笔记

这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 9 天

介绍

• 标准流程（4S模型）: 场景分析（Scenario）-> 存储设计（Storage）-> 服务设计（Service）-> 可扩展性（Scale）
• 发现瓶颈：火焰图分析、链路分析、全链路压测
• 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、负载、容量）、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：人（消费者）、货（供给侧）、场（交易环境）
• 商品：具有交易价值和属性的信息载体
  • SPU：standard product unit 标准产品单元
  • SKU：stock keeping unit 库存保持单元
• 特点：瞬时流量高、读多写少，实时性要求高
• 挑战：资源成本、反欺诈、防止超卖、流量监控、高性能、扩展性、鲁棒性（系统的稳定性）

秒杀系统设计

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

• 三级存储：MySQL -> Redis -> Localcache

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
• 数据库扩展、服务水平扩展、MQ扩展、Redis扩展、服务垂直扩展

实践

• 整体流程：用户抢购 --下单--> 秒杀系统 --销峰--> MQ --消费MQ--> 订单服务 --支付--> 支付系统
• 秒杀系统：
  • User 服务：登录校验
  • 风控服务：风控校验
  • Redis：活动校验
  • Redis：预扣库存
• 订单服务：
  • 订单超时检查
  • MySQL：扣减库存，取消&下单失败库存回补
• 实践采用Java语言，其中本地缓存的实现方式如下。

@Slf4j
@Service
public class LocalCacheService {

    @Resource
    private RedisService redisService;

//    private LoadingCache<String, HPromoProductModel> GuavaCache;

    private LoadingCache<String, HPromoProductModel> caffeineCache;

    @PostConstruct
    public void init() {
        caffeineCache = Caffeine.newBuilder()
                .initialCapacity(10)
                .maximumSize(100)
                .expireAfterWrite(5,TimeUnit.SECONDS)
                .build(new CacheLoader<>() {
                    @Override
                    public @Nullable HPromoProductModel load(String key) {
                        return (HPromoProductModel) redisService.getVal(key);
                    }
                });
    }

    public HPromoProductModel getVal(String key) {

        HPromoProductModel model = null;
        try {
            model = this.caffeineCache.get(key);
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
        log.info("get HPromoProductModel from local cache, key = {}, res is null {}", key, model == null);
        return model;
    }
}