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  • 秒杀系统的实现

    1 、秒杀系统架构设计都有哪些关键点

    秒杀其实主要解决两个问题,一个是并发读,一个是并发写。并发读的核心优化理念是尽量减少用户到服务端来“读”数据,或者让他们读更少的数据;并发写的处理原则也一样,它要求我们在数据库层面独立出来一个库,做特殊的处理。另外,我们还要针对秒杀系统做一些保护,针对意料之外的情况设计兜底方案,以防止最坏的情况发生。

    其实,秒杀的整体架构可以概括为“稳、准、快”几个关键字。

    所谓“稳”,就是整个系统架构要满足高可用,流量符合预期时肯定要稳定,就是超出预期时也同样不能掉链子,你要保证秒杀活动顺利完成,即秒杀商品顺利地卖出去,这个是最基本的前提。

    然后就是“准”,就是秒杀 10 台 iPhone,那就只能成交 10 台,多一台少一台都不行。一旦库存不对,那平台就要承担损失,所以“准”就是要求保证数据的一致性。

    最后再看“快”,“快”其实很好理解,它就是说系统的性能要足够高,否则你怎么支撑这么大的流量呢?不光是服务端要做极致的性能优化,而且在整个请求链路上都要做协同的优化,每个地方快一点,整个系统就完美了。

    所以从技术角度上看“稳、准、快”,就对应了我们架构上的高可用、一致性和高性能的要求,我们的专栏也将主要围绕这几个方面来展开,具体如下。

    • 高性能。 秒杀涉及大量的并发读和并发写,因此支持高并发访问这点非常关键。本专栏将从设计数据的动静分离方案、热点的发现与隔离、请求的削峰与分层过滤、服务端的极致优化这 4 个方面重点介绍。
    • 一致性。 秒杀中商品减库存的实现方式同样关键。可想而知,有限数量的商品在同一时刻被很多倍的请求同时来减库存,减库存又分为“拍下减库存”“付款减库存”以及预扣等几种,在大并发更新的过程中都要保证数据的准确性,其难度可想而知。因此,我将用一篇文章来专门讲解如何设计秒杀减库存方案。
    • 高可用。 虽然我介绍了很多极致的优化思路,但现实中总难免出现一些我们考虑不到的情况,所以要保证系统的高可用和正确性,我们还要设计一个 PlanB 来兜底,以便在最坏情况发生时仍然能够从容应对。专栏的最后,我将带你思考可以从哪些环节来设计兜底方案。

    2、设计秒杀系统时应该注意的5个架构原则

    构建大并发、高性能、高可用系统中几种通用的优化思路,并抽象总结为“4 要 1 不要”原则,也就是:数据要尽量少、请求数要尽量少、路径要尽量短、依赖要尽量少,以及不要有单点。当然,这几点是你要努力的方向,具体操作时还是要密切结合实际的场景和具体条件来进行。

    3、如何才能做好动静分离?

    “动态数据”和“静态数据”的主要区别就是看页面中输出的数据是否和 URL、浏览者、时间、地域相关,以及是否含有 Cookie 等私密数据。

    4、二八原则:有针对性地处理好系统的“热点数据”

     发现:

    热点数据发现系统

    处理:

    处理热点数据通常有几种思路:一是优化,二是限制,三是隔离。

    先来说说优化。优化热点数据最有效的办法就是缓存热点数据,如果热点数据做了动静分离,那么可以长期缓存静态数据。但是,缓存热点数据更多的是“临时”缓存,即不管是静态数据还是动态数据,都用一个队列短暂地缓存数秒钟,由于队列长度有限,可以采用 LRU 淘汰算法替换。

    再来说说限制。限制更多的是一种保护机制,限制的办法也有很多,例如对被访问商品的 ID 做一致性 Hash,然后根据 Hash 做分桶,每个分桶设置一个处理队列,这样可以把热点商品限制在一个请求队列里,防止因某些热点商品占用太多的服务器资源,而使其他请求始终得不到服务器的处理资源。

    最后介绍一下隔离。秒杀系统设计的第一个原则就是将这种热点数据隔离出来,不要让 1% 的请求影响到另外的 99%,隔离出来后也更方便对这 1% 的请求做针对性的优化。

    5、流量削峰这事应该怎么做

     流量削峰的一些操作思路:排队、答题、分层过滤。

    其中,队列缓冲方式更加通用,它适用于内部上下游系统之间调用请求不平缓的场景,由于内部系统的服务质量要求不能随意丢弃请求,所以使用消息队列能起到很好的削峰和缓冲作用。

    而答题更适用于秒杀或者营销活动等应用场景,在请求发起端就控制发起请求的速度,因为越到后面无效请求也会越多,所以配合后面介绍的分层拦截的方式,可以更进一步减少无效请求对系统资源的消耗。

    分层过滤非常适合交易性的写请求,比如减库存或者拼车这种场景,在读的时候需要知道还有没有库存或者是否还有剩余空座位。但是由于库存和座位又是不停变化的,所以读的数据是否一定要非常准确呢?其实不一定,你可以放一些请求过去,然后在真正减的时候再做强一致性保证,这样既过滤一些请求又解决了强一致性读的瓶颈。

    6、影响性能的因素有哪些?又该如何提高系统的性能

    . 减少编码
    . 减少序列化
    . Java 极致优化
    . 并发读优化

    7、秒杀系统“减库存”设计的核心逻辑

    • 下单减库存,即当买家下单后,在商品的总库存中减去买家购买数量。下单减库存是最简单的减库存方式,也是控制最精确的一种,下单时直接通过数据库的事务机制控制商品库存,这样一定不会出现超卖的情况。但是你要知道,有些人下完单可能并不会付款。
    • 付款减库存,即买家下单后,并不立即减库存,而是等到有用户付款后才真正减库存,否则库存一直保留给其他买家。但因为付款时才减库存,如果并发比较高,有可能出现买家下单后付不了款的情况,因为可能商品已经被其他人买走了。
    • 预扣库存,这种方式相对复杂一些,买家下单后,库存为其保留一定的时间(如 10 分钟),超过这个时间,库存将会自动释放,释放后其他买家就可以继续购买。在买家付款前,系统会校验该订单的库存是否还有保留:如果没有保留,则再次尝试预扣;如果库存不足(也就是预扣失败)则不允许继续付款;如果预扣成功,则完成付款并实际地减去库存。

     AliSQL

    https://blog.csdn.net/enweitech/article/details/52437357

    8、如何设计兜底方案

     高可用系统建设

    秒杀系统:

    降级、限流和拒绝服务

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