手把手教你做系统设计 | 青训营笔记

这是我参与「第五届青训营」笔记创作活动的第10天

今天主要对系统设计进行学习。

一、本堂课重点内容：

本次课程讲了以下几个方面：

1.系统设计方法论

2.电商秒杀系统介绍

3.电商秒杀系统实践

二、详细知识点介绍：

1.系统设计方法论

为什么要做系统设计

就个人而言，做系统设计可以让我们个人能力得到提升，扩展我们的技术视野。就工作而言，对系统进行设计可能是受业务驱动，还可能是出于系统重构，为了突破和创新。针对我们所设计的系统可以有以下几点评估维度：可用性、易用性、可维护性、安全性、性能、耦合性、扩展性、伸缩性等方面。

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。

如何做系统设计： 我们可以从以下几个层面对系统进行设计

1.场景分析：什么系统，需要什么功能，有多大的并发量。
2.存储设计：数据如何组织，SQL存储，NoSQL存储
3.服务设计：业务功能实现和逻辑整合
4.可扩展性：解决设计缺陷，提高鲁棒性、扩展性同时，我们还可以使用火焰图分析、链路追踪、性能测试等操作来发现系统的瓶颈。在系统的可用性和稳定性方面，我们有以下几个方面：

2.电商秒杀系统介绍

a.电商介绍

商品是指具有交易价值和属性的信息载体。

人（消费者侧）：消费者，用户，流量来源
货（供给侧）：商品，商家，供应链
场（交易环境）：线下商场，线上电商

b.业务秒杀的特点

瞬时流量高
读多写少
实时性要求高

c.秒杀系统还存在着的挑战：

秒杀系统的挑战.png

d.如何设计一个秒杀系统

我们依次从：场景->存储->服务->扩展对系统进行设计

场景：秒杀系统应该有秒杀活动发布，秒杀商品详情，秒杀下单等功能。要能够承受万人秒杀，QPS大于1w，TPS大于1k。
存储：MySQL数据库做持久，配合Redis数据库进行秒杀，同时使用Localcache进行缓存。下图是MySQL表的关系图。
服务：用户服务、风控服务、活动服务、订单服务。同时还需要ID生成器、缓存组件、MQ组件、限流组件。
扩展：在扩展层面，我们需要考虑流量隔离、CDN、缓存优化、流量控制等。 系统架构图

三、实践练习例子（电商秒杀系统实践）

秒杀系统流程图：

秒杀流程图.png

项目目录结构

项目controller代码

package com.camp.promotion.controller;

import com.camp.promotion.common.ResponseData;
import com.camp.promotion.entity.HCategory;
import com.camp.promotion.entity.HSpecDetail;
import com.camp.promotion.lock.RedisDistributedLock;
import com.camp.promotion.mq.OrderProducer;
import com.camp.promotion.service.HCategoryService;
import com.camp.promotion.service.HSpecDetailService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;

@Slf4j
@Controller
@ResponseBody
@RequestMapping("/api/v1/promo/product")
public class CategoryController {

    @Resource
    private HCategoryService hCategoryService;
    @Resource
    private HSpecDetailService hSpecDetailService;
    @Resource
    private OrderProducer orderProducer;

    @GetMapping("/list")
    public ResponseData<?> listCategory(@RequestParam Long id) {
        HCategory category = hCategoryService.queryById(id);
        return ResponseData.Success(category);
    }

    @GetMapping("/all")
    public ResponseData<?> queryAll() {
        List<HSpecDetail> specDetails = hSpecDetailService.queryAll();
        return ResponseData.Success(specDetails);
    }

    @GetMapping("/test")
    public ResponseData<?> testLock() {
        try (RedisDistributedLock lock = new RedisDistributedLock("test_key", 10000)) {
            if (lock.tryLock()) {
                return ResponseData.Success("ok");
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("lock fail");
        }

        return ResponseData.Success("false");
    }

    @GetMapping("/mq")
    public ResponseData<?> sendMsg() {
        orderProducer.send();
        return ResponseData.Success("ok");
    }
}

四、课后个人总结：

通过对系统设计的学习，我从中学到了如何进行系统设计以及系统设计的目的是什么。同时，还通过一个电商秒杀系统的实践来加深对其知识点的理解，通过设计一个电商秒杀系统，使我对系统设计有了一个完整的认识，对以后的其他系统设计有着一定的参考意义。