这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第24天

一：系统设计方法论

1：为什么要做系统设计

• 个人
  • For面试
  • 个人能力提升
  • 拓展技术视野
• 工作
  • 业务驱动
  • 系统重构
  • 突破和创新
• 如何评估一个系统
  • 可用性
  • 扩展性
  • 安全性
  • 易用性
  • 耦合性
  • 性能
  • 可维护性
  • 伸缩性

2：系统设计的定义是什么

• 定义:为了达成某种目的，通过个体组成整体的过程。不同于架构、服务、组件、模块。
• 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

3：怎么做系统设计，如何落地一个系统

• 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
• 可扩展性(Scale)
  • 解决设计缺陷，提高鲁棒性、扩展性

4：系统功能实现之后，如何分析瓶颈并优化

• 火焰图分析：针对单个实例的分析，找到代码上的瓶颈
• 链路追踪：对同一个请求进行服务追踪，看其经过了哪些服务及耗时
• 性能测试：整个系统的性能不足的点

5：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：购物车很多个，只下单其中几个
  • 强弱依赖：强依赖不可降级，弱依赖可以降级
• 可观测性
  • 链路追踪
  • 核心监控
  • 业务报警：异常报警
• 全链路测试
  • 压力测试：临界点测试
  • 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：故障注入
  • 应急手册
  • 容灾预案

二：电商秒杀业务介绍

• 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

1：秒杀业务的特点

• 瞬时流量高
• 读多写少
• 实时性要求高

2：秒杀系统的挑战

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

3：秒杀系统设计

（1）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+

（2）存储

MySQL→Redis→Localcache

（3）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：削峰
  • 限流组件：提高稳定性

（4）扩展

• 流量隔离：秒杀流量和常规流量隔离
• CDN：内容分发网络
• 缓存优化
• 流量管控
  ——————
• 数据库扩展：读写分离，分库分表
• Redis扩展：读写分离
• MQ扩展：可用性稳定性
• 服务水平扩展：负载均衡、反向代理
• 服务垂直扩展：微服务拆分

4：系统架构图

三：系统设计实践

1：秒杀流程

四：总结

高并发高性能系统设计的核心：

1. 服务无状态

可以在短时间内做很多扩展

2. 批量写入

降低系统压力 mysql内部也有批量写入的设计

3. 最终一致性

用redis做缓存产生新的数据副本，导致数据出现短暂不一致。但是会达到最终一致性。