[[347668]]

作者 | 悟空哥

來(lái)源 | 悟空聊架構(gòu)（ID：PassJava666）

星球簡(jiǎn)介

地點(diǎn)：β-410 星系，A-731電商星球。

時(shí)間：新紀(jì)元 2036 年。

星球簡(jiǎn)介：

• 中文名：A-731電商星球
• 外文名：A-731 Mall
• 分類(lèi)：行星
• 公轉(zhuǎn)周期：一年
• 常駐用戶(hù)：中間件工作者、各種請(qǐng)求。
• 星球總歷史：二十萬(wàn)年。

星球危機(jī)

我是一個(gè)秒殺請(qǐng)求，每天的工作就是將秒殺請(qǐng)求的數(shù)據(jù)運(yùn)送給后端工作者。

這天我在 Nginx 轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器上遇見(jiàn)了請(qǐng)求「小空」 ，我跟小空說(shuō)有重要消息不方便現(xiàn)在告訴他，下班再約，然后就都匆匆趕路了。

我和小空晚上十點(diǎn)下班后來(lái)到一家酒吧，點(diǎn)了兩杯 mojito，找了一個(gè)角落坐下。

小空：你最近看起來(lái)心事重重。

我：你有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)最近我們星球的訂單數(shù)急劇增加，每天有一千萬(wàn)訂單數(shù)據(jù)產(chǎn)生，也不是一天、兩天的事了。

小空：難怪我每天加班到晚上十點(diǎn)來(lái)運(yùn)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)。

我：我有個(gè)舅舅在航天局上班，告訴我說(shuō)我們星球承載不了那么多請(qǐng)求和訂單數(shù)據(jù)，不久就會(huì)出現(xiàn)「行星大爆炸」 。你可不要透露給別人。

小空：那怎么辦?

我：我們可以去 100 光年外的 T-714 星球，但是只能通過(guò)秒殺通道坐時(shí)空穿梭機(jī)去那顆星球。而且名額有限制，不知道我有沒(méi)有機(jī)會(huì)登上穿梭機(jī)。

我：明天通道會(huì)開(kāi)啟兩次，上午十點(diǎn)和下午兩點(diǎn)。你明天和我一起去吧!

小空：好的。

[[347669]]

星球大爆炸

「涉及的知識(shí)點(diǎn)：」

• 這里的行星大爆炸指的是什么?
  • 因訂單數(shù)據(jù)量很大，數(shù)據(jù)庫(kù)撐不住了。數(shù)據(jù)庫(kù)可能宕機(jī)。
  • 因每天有大量請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器也扛不住了。服務(wù)器可能宕機(jī)。
• 秒殺通道每天開(kāi)啟兩次代表了什么?
  • 「流量錯(cuò)峰」 ，將流量分?jǐn)偟絻蓚€(gè)秒殺場(chǎng)次。
  • 當(dāng)然「流量錯(cuò)峰」 的手段還有輸入驗(yàn)證、加入購(gòu)物車(chē)等分?jǐn)偭髁康淖龇ā?/li>

秒殺通道

地點(diǎn)：A-731 星球機(jī)場(chǎng)

時(shí)間：09 : 45

[[347670]]

通道

“請(qǐng)前往 T-714 星球的請(qǐng)求旅客到 Y1 站臺(tái)排隊(duì)等待進(jìn)入特殊通道， 15 分鐘后開(kāi)始進(jìn)入穿梭機(jī)大廳”。大廳的廣播連續(xù)播放了三遍。

我走向了特殊通道，看到通道旁立著一個(gè)牌子：秒殺通道，只給秒殺請(qǐng)求使用。

「涉及知識(shí)點(diǎn)：」

• 秒殺場(chǎng)景為什么單獨(dú)弄了條通道?
  • 秒殺業(yè)務(wù)為了不影響系統(tǒng)的其他業(yè)務(wù)單獨(dú)部署了一套秒殺系統(tǒng)。
  • 總結(jié)為「服務(wù)單一職責(zé) + 獨(dú)立部署」

實(shí)時(shí)大屏

一抬頭看到通道上方有一個(gè)大屏，在不斷播放 T-714 星球的照片，以及機(jī)票的訂單信息。

[[347671]]

T-714 星球

有兩個(gè)穿制服的工作者正在大屏旁巡邏。一個(gè)制服上印著 Nginx，一個(gè)制服上印著 CDN。

Nginx+CDN

「涉及知識(shí)點(diǎn)：」

• Nginx 制服：
  • 穿 Nginx 制服的工作者在維護(hù) Nginx 的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)資源。
  • 商品詳情頁(yè)是一個(gè)靜態(tài)頁(yè)面，將這些靜態(tài)頁(yè)面存儲(chǔ)到 Nginx 服務(wù)器上，訪問(wèn)靜態(tài)資源時(shí)，請(qǐng)求先到 Nginx，然后 Nginx 服務(wù)器通過(guò)請(qǐng)求的 URL 鏈接來(lái)匹配是否是訪問(wèn)的靜態(tài)資源。
  • 大屏的商品詳情頁(yè)并不是通過(guò)發(fā)送請(qǐng)求從后臺(tái)服務(wù)器拿到的。其實(shí)實(shí)現(xiàn)了「動(dòng)靜分離」 。
• 一張圖解釋 Nginx 動(dòng)靜分離

Nginx 流程圖

• 靜態(tài)資源比如 HTML 文件極少變化，就可以專(zhuān)門(mén)放到一臺(tái)服務(wù)器上，直接訪問(wèn)，不需要與后臺(tái)服務(wù)器交互(比如 Tomcat)。
• 動(dòng)態(tài)資源比如需要從后臺(tái)拿到有多少人購(gòu)買(mǎi)了商品，發(fā)送下單請(qǐng)求來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這些都稱(chēng)作動(dòng)態(tài)資源，不能狹隘的理解為看得見(jiàn)的資源，廣義上可以包括獲取邏輯處理的結(jié)果，執(zhí)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等操作。
• CDN 制服
  
  • 什么是 CDN：CDN 大白話(huà)解釋就是用戶(hù)就近獲取資源，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間，提高訪問(wèn)速度。
  • Nginx 上放 HTML文件，而 CDN 上則放 HTML 引入的圖片文件、腳本文件。
  • 穿 CDN 制服的工作者在維護(hù) CDN 的資源。
• 一張流程圖解釋 CDN 工作原理

CDN 流程圖

驗(yàn)證通道

時(shí)間：10:00

“驗(yàn)證通道已開(kāi)啟，請(qǐng)攜帶密碼進(jìn)入!” 又是播放了三遍廣播。

輸入密碼

「涉及的知識(shí)點(diǎn)：」

• 為什么需要密碼?
  • 為了防止大量模擬的秒殺請(qǐng)求進(jìn)入業(yè)務(wù)處理流程，所以先加一道驗(yàn)證，丟棄這些假請(qǐng)求。
  • 怎么做到的?前端網(wǎng)頁(yè)先發(fā)送請(qǐng)求拿到密碼，點(diǎn)擊搶購(gòu)時(shí)，請(qǐng)求體中攜帶加密密碼，后端校驗(yàn)密碼是否匹配?？梢酝ㄟ^(guò) MD5 加密。
• 總結(jié)為「秒殺請(qǐng)求加密」 。

穿梭機(jī)大廳

[[347674]]

穿梭機(jī)大廳

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證通道的篩選后，有一半的假請(qǐng)求被擋在門(mén)外，像我這種拿到了正確密碼的順利進(jìn)入了穿梭機(jī)大廳。

來(lái)到大廳，發(fā)現(xiàn)大廳的正中央擺放著一個(gè)顯示器，上面顯示的紅色數(shù)字 100 赫然映入眼中。

顯示屏的左手邊站著一位穿著 Redis 統(tǒng)一制服的靚女。在一旁的我偷聽(tīng)到原來(lái)她是控制顯示器顯示穿梭機(jī)剩余數(shù)量的。如果數(shù)字變?yōu)?0 ，則表示穿梭機(jī)已經(jīng)全部被占用，后來(lái)的人就得無(wú)功而返了。

「涉及的知識(shí)點(diǎn)：」

• 秒殺場(chǎng)景中，查詢(xún)剩余庫(kù)存并不是直接查數(shù)據(jù)庫(kù)，而是查 Redis 緩存的。
• 為什么是查緩存?因?yàn)椴榫彺娴乃俣纫h(yuǎn)遠(yuǎn)快于查數(shù)據(jù)庫(kù)，減少了響應(yīng)時(shí)間，而且對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力減小了很多。如果很多查庫(kù)存的請(qǐng)求都到數(shù)據(jù)庫(kù)了，那數(shù)據(jù)庫(kù)就要崩了，而且數(shù)據(jù)庫(kù)干不了其他的活了。

搶票

顯示屏的右手邊站著一位西裝筆挺的年輕帥哥，看到他的袖口上掛著一個(gè)紅袖章，印著 Redisson 字樣。他一臉嚴(yán)肅的模樣，對(duì)大廳內(nèi)黑壓壓一片的請(qǐng)求熟視無(wú)睹?？赡苁且?jiàn)慣了這種場(chǎng)景吧。

正在打量這位帥哥時(shí)，發(fā)現(xiàn)他的左手拿著一疊機(jī)票，沒(méi)錯(cuò)，有了一張機(jī)票就可以登入穿梭機(jī)了。我以百米沖速的速度到達(dá)了他面前，到達(dá)他面前時(shí)，已經(jīng)有十幾個(gè)請(qǐng)求也到了他身邊，他按照先來(lái)后到的順序依次發(fā)放機(jī)票，到我的時(shí)候，機(jī)票已經(jīng)只剩幾張了，慶幸的是我的百米沖速幫我搶到了一張機(jī)票。我問(wèn)帥哥是否可以再發(fā)一張票給我，他拒絕了。

每一次發(fā)放票，穿 Redis 制服的靚女都會(huì)操作顯示屏，讓其數(shù)量減一。

十秒鐘后，票已經(jīng)發(fā)完，顯示屏顯示數(shù)字 0 。

「涉及的知識(shí)點(diǎn)：」

• Redisson 是啥呢?Redis 客戶(hù)端，解決了分布式的一些常見(jiàn)問(wèn)題。
• 這里其實(shí)用到了 Redisson 的信號(hào)量功能，總共有 100 張票，也就是 100 個(gè)信號(hào)量，而且票的數(shù)量不會(huì)因?yàn)槎嗑€程并發(fā)或分布式系統(tǒng)的原因而導(dǎo)致票的數(shù)量被超賣(mài)。比如賣(mài)出了 101 張票。
• 每個(gè)人只能獲得一張票，這就是秒殺系統(tǒng)中涉及到的冪等性校驗(yàn)，不能重復(fù)搶票。

售票窗口

登機(jī)牌

登機(jī)牌

發(fā)放機(jī)票的帥哥告訴我，拿到票后，到 A 窗口排隊(duì)付款，才能拿到登記牌。于是我和另外 99 個(gè)請(qǐng)求一起在 A 窗口排隊(duì)了。

看到一個(gè)請(qǐng)求想要放棄付款了，說(shuō)是機(jī)票太貴了，然后準(zhǔn)備離開(kāi)大廳時(shí)，被發(fā)放機(jī)票的帥哥攔住了，他問(wèn)請(qǐng)求是否要考慮下，有 15 分鐘的考慮時(shí)間，如果請(qǐng)求還是覺(jué)得不行，可以將機(jī)票還給他，他可以再發(fā)放給其他人。

[[347675]]

隊(duì)列削峰

「涉及的知識(shí)點(diǎn)：」

• 秒殺系統(tǒng)中常用的「隊(duì)列削峰」 。秒殺成功的請(qǐng)求，進(jìn)入隊(duì)列，慢慢創(chuàng)建訂單、扣減庫(kù)存。
• 秒殺成功后，快速告訴用戶(hù)已經(jīng)秒殺成功，而不是等待訂單完再告訴用戶(hù)，那用戶(hù)就要多等一會(huì)了，影響體驗(yàn)。
• 為什么要做隊(duì)列削峰?成功的請(qǐng)求不必一下子都去數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建訂單，這樣對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力也會(huì)小一些。
• 在秒殺場(chǎng)景中，很有可能有用戶(hù)搶到了但是不付款的場(chǎng)景，這個(gè)時(shí)候庫(kù)存是要加回去的，可以提供給其他用戶(hù)。

啟航

訂單創(chuàng)建成功后，我順利拿到了登機(jī)牌，通過(guò)了登機(jī)牌的校驗(yàn)后，成功登上了穿梭機(jī)。

出發(fā)，去往 T-714 星球。聽(tīng)說(shuō)那個(gè)星球的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了分庫(kù)分表、服務(wù)也拆分成了微服務(wù)。

總結(jié)

上面通過(guò)科幻小說(shuō)的方式來(lái)講解了秒殺系統(tǒng)中關(guān)注的點(diǎn)，下面是對(duì)秒殺系統(tǒng)關(guān)注的八大點(diǎn)的一個(gè)總結(jié)：

秒殺場(chǎng)景關(guān)注點(diǎn)

• 服務(wù)單一職責(zé)、獨(dú)立部署
• 庫(kù)存預(yù)熱、快速扣減
• 秒殺鏈接加密
• 動(dòng)靜分離
• 惡意請(qǐng)求攔截
• 流量錯(cuò)峰
• 限流&熔斷&降級(jí)
• 隊(duì)列削峰

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「悟空聊架構(gòu)」，可以通過(guò)以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系悟空聊架構(gòu)公眾號(hào)。