個人從事電商行業(yè)十幾年，經(jīng)歷過大大小小的促銷活動和秒殺上百次，每次做秒殺瞬時訪問量會翻數(shù)十倍，甚至數(shù)百倍。對系統(tǒng)架構(gòu)是巨大的考驗(yàn)，期間也曾經(jīng)歷過系統(tǒng)宕機(jī)，甚至整體雪崩。

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那么我們怎么設(shè)計秒殺系統(tǒng)，才能保證秒殺系統(tǒng)的高性能和穩(wěn)定性，同時還要保證日常業(yè)務(wù)不受影響呢?

先看看秒殺場景特點(diǎn)：秒殺開始前幾分鐘，大量用戶開始進(jìn)入秒殺商品詳情頁面，很多人開始頻繁刷新秒殺商品詳情頁，這時秒殺商品詳情頁訪問量會猛增。

秒殺開始，大量用戶開始搶購，這時創(chuàng)建訂單，扣庫存壓力會顯著增大。實(shí)際上，秒殺場景基本都是秒殺參與人多，秒殺成功的人卻寥寥無幾，經(jīng)常是幾十萬人或者更多人搶幾百個商品庫存。

那么我們曾經(jīng)是怎么設(shè)計秒殺系統(tǒng)的呢?主要涉及以下幾個方面：

秒殺業(yè)務(wù)流程上的考慮

由于參加秒殺的商品售賣價格非常低，基本都是“搶到即賺到”，成功下單后卻不付款的情況非常少。

所以我們采用下單減庫存的方案，下單時扣減庫存，然后再進(jìn)行支付。假如真有個別訂單不付款怎么辦?

沒關(guān)系，秒殺好活動最主要的目的是吸引流量，個別訂單不支付對秒殺活動本身影響不大。

況且，沒支付剩下的庫存還可以做為普通商品繼續(xù)售賣。不過要注意對機(jī)器人和自動腳本的防御，后面會詳細(xì)介紹。

頁面靜態(tài)化

“秒殺開始前幾分鐘，大量用戶開始進(jìn)入秒殺商品詳情頁面，很多人開始頻繁刷新秒殺商品詳情頁，這時秒殺商品詳情頁訪問量會猛增”。

如果請求全部打到后端服務(wù)，那后端服務(wù)的壓力會非常大(后端服務(wù)要處理業(yè)務(wù)邏輯，而且還要訪問數(shù)據(jù)庫，吞吐量比較低)。

考慮到秒殺是運(yùn)營同學(xué)提前安排的活動，要秒殺哪些商品、商品價格等信息在秒殺活動開始前已經(jīng)確定下來。

所以我們可以把秒殺商品詳情頁做成靜態(tài)頁面，把商品詳情、商品價格等參數(shù)、評論評價等信息全部放在這個靜態(tài)頁面里，然后把這個靜態(tài)頁面上傳到 CDN 上預(yù)熱。

CDN 是內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，可以簡單理解成互聯(lián)網(wǎng)上的巨大的緩存，用于存放靜態(tài)頁面、圖片、視頻等，可以顯著提高訪問速度，用 CDN 扛流量，這樣大量的商品詳情頁的訪問請求就不用訪問自己的網(wǎng)站(源站)。

這樣既可以提高訪問速度，也沒有給網(wǎng)站增加壓力，同時也減少了網(wǎng)站帶寬壓力。

請求攔截

前端頁面，相關(guān)按鈕點(diǎn)擊后置灰，防止重復(fù)提交。

網(wǎng)關(guān)(Zuul，Nginx)層，為了避免前端惡意請求，比如一些攻擊腳本，在網(wǎng)關(guān)層要對下單等接口按 userID 限流，幾秒鐘只能訪問一次。

考慮到秒殺場景參與人多，秒殺成功的人極少，我們可以把絕大部分搶購下單請求在網(wǎng)關(guān)層直接拒掉，按秒殺失敗處理。這樣就極大減少了后端服務(wù)的壓力。

假設(shè)秒殺庫存是 200 個，我們可以只放行 200 個請求到后端服務(wù)。要注意，為了盡量避免庫存被機(jī)器人和自動腳本搶走，200 個請求不能在秒殺開始瞬間同時放行，可以分段放行。

比如秒殺開始后隨機(jī)選取 100ms 內(nèi)的 5 個請求放行(這 100ms 內(nèi)的其他請求直接拒掉，按秒殺失敗處理)，之后每隔 100ms 放行 5 個請求，4 秒鐘可以放行完 200 個請求。

分段放行，除了限制了機(jī)器人和自動腳本，把請求分散在各個時間段，還進(jìn)一步緩解了后端服務(wù)的壓力。

分段放行總時間不能太長，假如每 100ms 放行 1 個請求，放行完所有 200 個請求需要 20 秒時間，這樣用戶就會明顯感知到下單早的人沒秒殺成功，下單晚的人反而秒殺成功了，用戶體驗(yàn)會變差。

另外，秒殺過程網(wǎng)關(guān)壓力會比較大，網(wǎng)關(guān)可以做成集群，多節(jié)點(diǎn)分?jǐn)傇L問壓力。

后端服務(wù)設(shè)計

如果秒殺庫存只有 200，經(jīng)過網(wǎng)關(guān)攔截，再加上采用分段放行的方式，對于后端服務(wù)基本沒什么壓力了，日常的后端服務(wù)就完全可以支撐秒殺活動了。不用再做更復(fù)雜的設(shè)計。

不過，假如秒殺庫存有幾萬個，放行的下單請求就有幾萬個，為了用戶體驗(yàn)放行總時間也不能太長，這時后端服務(wù)該怎么設(shè)計呢?

這時主要壓力就在數(shù)據(jù)庫了，扣減庫存壓力，創(chuàng)建訂單壓力。

庫存可以放到 Reids 緩存中，來提高扣減庫存吞吐能力。對于熱點(diǎn)商品的庫存可以利用 Redis 分片存儲。

創(chuàng)建訂單可以走異步消息隊(duì)列。后端服務(wù)接到下單請求，直接放進(jìn)消息隊(duì)列，監(jiān)聽服務(wù)取出消息后，先將訂單信息寫入 Redis，每隔 100ms 或者積攢 100 條訂單，批量寫入數(shù)據(jù)庫一次。

前端頁面下單后定時向后端拉取訂單信息，獲取到訂單信息后跳轉(zhuǎn)到支付頁面。

用這種批量異步寫入數(shù)據(jù)庫的方式大幅減少了數(shù)據(jù)庫寫入頻次，從而明顯降低了訂單數(shù)據(jù)庫寫入壓力。

隔離

業(yè)務(wù)隔離

從業(yè)務(wù)上把秒殺和日常的售賣區(qū)分開來，把秒殺做為營銷活動，要參與秒殺的商品需要提前報名參加活動。

這樣我們就能提前知道哪些商家哪些商品要參與秒殺，可以根據(jù)提報的商品提前生成靜態(tài)頁面并上傳到 CDN 預(yù)熱，提報的商品庫存也需要提前預(yù)熱，可以將商品庫存在活動開始前預(yù)熱到 Redis，避免秒殺開始后大量的緩存穿透。

部署隔離

秒殺相關(guān)服務(wù)和日常服務(wù)要分組部署，不能因?yàn)槊霘⒊鰡栴}影響日常售賣業(yè)務(wù)。

可以申請單獨(dú)的秒殺域名，從網(wǎng)絡(luò)入口層就開始分流。網(wǎng)關(guān)也單獨(dú)部署，秒殺走自己單獨(dú)的網(wǎng)關(guān)，從而避免日常網(wǎng)關(guān)受到影響。

秒殺可以復(fù)用訂單，庫存，支付等日常服務(wù)，只是需要一些小的改造(比如下單流程走消息隊(duì)列，批量寫入訂單庫，以及在 Redis 中扣減庫存)。

數(shù)據(jù)隔離

為了避免秒殺活動影響到日常售賣業(yè)務(wù)，Redis 緩存需要單獨(dú)部署，甚至數(shù)據(jù)庫也需要單獨(dú)部署!數(shù)據(jù)隔離后，秒殺剩余的庫存怎么辦?

秒殺活動結(jié)束后，剩余庫存可以歸還到日常庫存繼續(xù)做為普通商品售賣。數(shù)據(jù)隔離后，秒殺訂單和日常訂單不在相同的數(shù)據(jù)庫，之后的訂單查詢怎么展示?

可以在創(chuàng)建秒殺訂單后發(fā)消息到消息隊(duì)列，日常訂單服務(wù)采取拉的方式消費(fèi)消息。

這時日常訂單服務(wù)是主動方，可以采用線程池的方式，根據(jù)機(jī)器的性能來增加或縮小線程池的大小，控制拉取消息的速度，來控制訂單數(shù)據(jù)庫的寫入壓力。

網(wǎng)絡(luò)

秒殺前要和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、CDN 服務(wù)商提前申請帶寬。

還有哪些細(xì)節(jié)要考慮：

①如何避免超賣?如果在 Redis 中扣減庫存，可以利用 decr 命令扣減庫存，decr 是原子操作，在分布式環(huán)境下也不會有并發(fā)問題，decr 扣減庫存后，判斷返回值，如果返回值小于 0，扣減庫存失敗，秒殺也就失敗了。

如果在數(shù)據(jù)庫中扣減庫存可以在 where 后面加上庫存大于 0 的條件，來避免庫存被減成負(fù)值。這樣就可以避免超賣情況發(fā)生了。

②接口防刷，前面已經(jīng)提到過，在網(wǎng)關(guān)層對下單等接口按 userID 限流。

③網(wǎng)關(guān)層除了對 userID 做限流外，還要做整體限流。在實(shí)際訪問量超過預(yù)估訪問量時，整體限流可以起到保護(hù)作用，避免系統(tǒng)被壓垮。

④防止重復(fù)下單，按 userID 限流已經(jīng)起到了防止重復(fù)下單的作用。假如限制同一個用戶 10 分鐘能下一次單，一般情況下 10 分鐘內(nèi)，商品早已經(jīng)被搶光了，用戶也就沒有再次下單的機(jī)會了。

⑤可以結(jié)合風(fēng)控系統(tǒng)，在網(wǎng)關(guān)層把羊毛黨等有問題的用戶請求直接拒掉。

⑥可以在網(wǎng)關(guān)層上面再加一層防火墻或者高防服務(wù)，來防御 DDos 等分布式網(wǎng)絡(luò)攻擊。