如何设计一个秒杀系统

所属分类: 软件编程 / java 阅读数: 31
收藏 0 赞 0 分享

什么是秒杀

秒杀场景一般会在电商网站举行一些活动或者节假日在12306网站上抢票时遇到。对于电商网站中一些稀缺或者特价商品,电商网站一般会在约定时间点对其进行限量销售,因为这些商品的特殊性,会吸引大量用户前来抢购,并且会在约定的时间点同时在秒杀页面进行抢购。

秒杀系统场景特点

  • 秒杀时大量用户会在同一时间同时进行抢购,网站瞬时访问流量激增。
  • 秒杀一般是访问请求数量远远大于库存数量,只有少部分用户能够秒杀成功。
  • 秒杀业务流程比较简单,一般就是下订单减库存。

秒杀架构设计理念

限流: 鉴于只有少部分用户能够秒杀成功,所以要限制大部分流量,只允许少部分流量进入服务后端。

削峰:对于秒杀系统瞬时会有大量用户涌入,所以在抢购一开始会有很高的瞬间峰值。高峰值流量是压垮系统很重要的原因,所以如何把瞬间的高流量变成一段时间平稳的流量也是设计秒杀系统很重要的思路。实现削峰的常用的方法有利用缓存和消息中间件等技术。

异步处理:秒杀系统是一个高并发系统,采用异步处理模式可以极大地提高系统并发量,其实异步处理就是削峰的一种实现方式。

内存缓存:秒杀系统最大的瓶颈一般都是数据库读写,由于数据库读写属于磁盘IO,性能很低,如果能够把部分数据或业务逻辑转移到内存缓存,效率会有极大地提升。

可拓展:当然如果我们想支持更多用户,更大的并发,最好就将系统设计成弹性可拓展的,如果流量来了,拓展机器就好了。像淘宝、京东等双十一活动时会增加大量机器应对交易高峰。

架构方案

一般秒杀系统架构

设计思路

将请求拦截在系统上游,降低下游压力:秒杀系统特点是并发量极大,但实际秒杀成功的请求数量却很少,所以如果不在前端拦截很可能造成数据库读写锁冲突,甚至导致死锁,最终请求超时。

充分利用缓存:利用缓存可极大提高系统读写速度。

消息队列:消息队列可以削峰,将拦截大量并发请求,这也是一个异步处理过程,后台业务根据自己的处理能力,从消息队列中主动的拉取请求消息进行业务处理。

前端方案

浏览器端(js):

页面静态化:将活动页面上的所有可以静态的元素全部静态化,并尽量减少动态元素。通过CDN来抗峰值。

禁止重复提交:用户提交之后按钮置灰,禁止重复提交

用户限流:在某一时间段内只允许用户提交一次请求,比如可以采取IP限流

后端方案

服务端控制器层(网关层)

限制uid(UserID)访问频率:我们上面拦截了浏览器访问的请求,但针对某些恶意攻击或其它插件,在服务端控制层需要针对同一个访问uid,限制访问频率。

服务层

上面只拦截了一部分访问请求,当秒杀的用户量很大时,即使每个用户只有一个请求,到服务层的请求数量还是很大。比如我们有100W用户同时抢100台手机,服务层并发请求压力至少为100W。

采用消息队列缓存请求:既然服务层知道库存只有100台手机,那完全没有必要把100W个请求都传递到数据库啊,那么可以先把这些请求都写到消息队列缓存一下,数据库层订阅消息减库存,减库存成功的请求返回秒杀成功,失败的返回秒杀结束。

利用缓存应对读请求:对类似于12306等购票业务,是典型的读多写少业务,大部分请求是查询请求,所以可以利用缓存分担数据库压力。

利用缓存应对写请求:缓存也是可以应对写请求的,比如我们就可以把数据库中的库存数据转移到Redis缓存中,所有减库存操作都在Redis中进行,然后再通过后台进程把Redis中的用户秒杀请求同步到数据库中。

数据库层

数据库层是最脆弱的一层,一般在应用设计时在上游就需要把请求拦截掉,数据库层只承担“能力范围内”的访问请求。所以,上面通过在服务层引入队列和缓存,让最底层的数据库高枕无忧。

案例:利用消息中间件和缓存实现简单的秒杀系统

Redis是一个分布式缓存系统,支持多种数据结构,我们可以利用Redis轻松实现一个强大的秒杀系统。

我们可以采用Redis 最简单的key-value数据结构,用一个原子类型的变量值(AtomicInteger)作为key,把用户id作为value,库存数量便是原子变量的最大值。对于每个用户的秒杀,我们使用 RPUSH key value插入秒杀请求, 当插入的秒杀请求数达到上限时,停止所有后续插入。

然后我们可以在台启动多个工作线程,使用 LPOP key 读取秒杀成功者的用户id,然后再操作数据库做最终的下订单减库存操作。

当然,上面Redis也可以替换成消息中间件如ActiveMQ、RabbitMQ等,也可以将缓存和消息中间件 组合起来,缓存系统负责接收记录用户请求,消息中间件负责将缓存中的请求同步到数据库。

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,同时也希望多多支持脚本之家!

更多精彩内容其他人还在看

Java的面向对象编程基本概念学习笔记整理

这篇文章主要介绍了Java的面向对象编程基本概念学习笔记整理,包括类与方法以及多态等支持面向对象语言中的重要特点,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Eclipse下编写java程序突然不会自动生成R.java文件和包的解决办法

这篇文章主要介绍了Eclipse下编写java程序突然不会自动生成R.java文件和包的解决办法 的相关资料,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

基于Java实现杨辉三角 LeetCode Pascal's Triangle

这篇文章主要介绍了基于Java实现杨辉三角 LeetCode Pascal's Triangle的相关资料,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Java中Spring获取bean方法小结

Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架,如何在程序中获取Spring配置的bean呢?下面通过本文给大家介绍Java中Spring获取bean方法小结,对spring获取bean方法相关知识感兴趣的朋友一起学习吧
收藏 0 赞 0 分享

如何计算Java对象占用了多少空间?

在Java中没有sizeof运算符,所以没办法知道一个对象到底占用了多大的空间,但是在分配对象的时候会有一些基本的规则,我们根据这些规则大致能判断出来对象大小,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

剖析Java中的事件处理与异常处理机制

这篇文章主要介绍了Java中的事件处理与异常处理机制,讲解Java是如何对事件或者异常作出响应以及定义异常的一些方法,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

详解Java的Struts2框架的结构及其数据转移方式

这篇文章主要介绍了详解Java的Struts2框架的结构及其数据转移方式,Struts框架是Java的SSH三大web开发框架之一,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Java封装好的mail包发送电子邮件的类

本文给大家分享了2个java封装好的mail包发送电子邮件的类,并附上使用方法,小伙伴们可以根据自己的需求自由选择。
收藏 0 赞 0 分享

在Java的Struts中判断是否调用AJAX及用拦截器对其优化

这篇文章主要介绍了在Java的Struts中判断是否调用AJAX及用拦截器对其优化的方法,Struts框架是Java的SSH三大web开发框架之一,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

java多线程Future和Callable类示例分享

JAVA多线程实现方式主要有三种:继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,只有最后一种是带返回值的。今天我们就来研究下Future和Callab
收藏 0 赞 0 分享
查看更多