场景题 & 系统设计

场景题 & 系统设计

系统设计

如何设计一个高性能的系统

后台服务架构高性能设计之道

如何设计一个秒杀系统

秒杀系统相关问题

1. 秒杀系统场景特点

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

秒杀业务流程比较简单，一般就是下订单减库存

1. 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秒杀程序。

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

的常用的方法有前端添加一定难度的验证码后端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。

1. 架构方案

一般的秒杀系统架构

设计思路

1. 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：利用缓存预减库存，拦截掉大部分请求消息队列：这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

1. 前端方案

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

1. 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。

1. 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。

把需要秒杀的商品的主要信息以及库存初始化到redis缓存中做请求合法性的校验（比如是否登录），如果请求非法，直接给前端返回错误码，进行相应的提示

进行内存标识的判断(true 已经秒杀结束，false 未秒杀结束，下面第4步会写入)，如果内存标识为true，直接返回秒杀结束

redis中使用decr 进行预减库存操作，判断：如果decr后库存量小于0，则把内存标记置为true(已经秒杀结束，第3步会用到)，且返回秒杀结束

用redis的布隆过滤器来判断是否已经秒杀到了（下面第7步会写入），防止重复秒杀，如果重复秒杀，直接返回重复秒杀的错误码。具体做法是：先用redis的布隆过滤器来判断是否秒杀过，如果布隆过滤器判断已经秒